Chimie
MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI CERCETĂRII
Manual pentru clasa a VII-a
Chimie
Camelia Beșleagă • Mariana Moga
Mariana Roiniță • Anca Tăbăcariu
Elisabeta Merinde • Mira Pruneș
Daniela-Marilena Tudor
Manual pentru clasa a VII-a
Acest manual școlar este proprietatea Ministerului Educației și Cercetării.
Acest manual școlar este realizat în conformitate cu Programa școlară
aprobată prin OM nr. 3393 din 28.02.2017.
116.111 – numărul de telefon de asistență pentru copii
MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI CERCETĂRII
Manual pentru clasa a VII-a
Chimie
Camelia Beșleagă • Mariana Moga
Mariana Roiniță • Anca Tăbăcariu
Elisabeta Merinde • Mira Pruneș
Daniela-Marilena Tudor
Chimie. Manual pentru clasa a VII-a
Camelia Beșleagă, Mariana Moga, Mariana Roiniță, Anca Tăbăcariu, Elisabeta Merinde, Mira Pruneș, Daniela-Marilena Tudor
Referenți științifici: conf. univ. dr. Iulia Gabriela David, Facultatea de Chimie, Universitatea din București
prof. Monica Dumitru, Colegiului Național „Mircea cel Bătrân”, Constanța
Copyright © 2019 Grup Media Litera
Toate drepturile rezervate
Editura Litera
O.P. 53; C.P. 212, sector 4, București, România
tel.: 021 319 63 90; 031 425 16 19; 0752 548 372
e-mail: comenzi@litera.ro
Ne puteți vizita pe
Editor: Vidrașcu și fiii
Redactor: Gabriela Niță
Corector: Carmen Bîtlan
Credite foto: Dreamstime, Shutterstock
Copertă: Vlad Panfilov
Tehnoredactare și prepress: Dorel Melinte
Descrierea CIP a Bibliotecii Naționale a României
BEȘLEAGĂ, CAMELIA
Chimie: Manual pentru clasa a VII-a / Camelia
Beșleagă, Mariana Moga, Mariana Roiniță, ... –
București: Litera, 2019
ISBN 978-606-33-3987-5
I. Moga, Mariana
II. Roiniță, Mariana
811.111
Manualul școlar a fost aprobat prin ordinul ministrului educației și cercetării nr. 5219/12.11.2019
Manualul este distribuit elevilor în mod gratuit, atât în format tipărit, cât și digital, și este transmisibil timp de patru ani școlari,
începând cu anul școlar 2019–2020.
Inspectoratul școlar ..................................................................................................................................................................................................................................................................
Școala/Colegiul/Liceul .............................................................................................................................................................................................................................................................
ACEST MANUAL A FOST FOLOSIT:
Anul Numele elevului Clasa Anul școlar
Aspectul manualului*
format tipărit format digital
la primire la predare la primire la predare
1
2
3
4
* Pentru precizarea aspectului manualului se va folosi unul dintre următorii termeni: nou, bun, îngrijit, neîngrijit, deteriorat.
• Cadrele didactice vor verifica dacă informațiile înscrise în tabelul de mai sus sunt corecte.
• Elevii nu vor face niciun fel de însemnări pe manual.
Cuprins
Prezentarea manualului.........................................................4
Introducere.................................................................................6
Chimia și viața. Substanțele în natură ......................7
Unitatea I – Chimia, știință a naturii..........................8
1.1. Ce este chimia?..................................................................8
1.2. Laboratorul de chimie ....................................................9
1.3. Cum ne comportăm în laboratorul de chimie
(Norme de protecția muncii)..................................... 11
1.4. Materie. Corp. Substanță ............................................ 12
1.5. Fenomene fizice și fenomene chimice .................. 15
1.6. Proprietăți fizice și proprietăți chimice.................. 17
Unitatea II – Substanțe.
Amestecuri de substanțe................................................. 20
2.1. Substanțe pure. Amestecuri de substanțe........... 20
2.2. Metode de separare a amestecurilor ..................... 26
2.2.1. Metode de separare
a amestecurilor omogene ............................... 26
2.2.2. Metode de separare a componentelor
unui amestec eterogen .................................... 30
2.3. Solul – amestec eterogen........................................... 35
2.4. Aerul – amestec omogen ........................................... 38
2.5. Apa...................................................................................... 40
2.5.1. Apa în natură........................................................ 40
2.5.2. Apa potabilă......................................................... 40
2.5.3. Apa distilată.......................................................... 41
2.5.4. Rolul apei în organism...................................... 41
2.5.5. Poluarea apei ....................................................... 41
2.6. Soluții apoase. Dizolvarea .......................................... 43
2.7. Concentrația procentuală a soluțiilor..................... 47
2.7.1. Clasificarea soluțiilor apoase.......................... 47
2.7.2. Concentrația procentuală de masă.............. 49
2.7.3. Prepararea unor soluții
de concentrații diferite ..................................... 52
Test autoevaluare............................................................ 54
Atom. Element chimic. Compuși chimici ................ 55
Unitatea III – Atomul ....................................................... 56
3.1. Structura atomului........................................................ 56
3.2. Element chimic............................................................... 58
3.2.1. Element chimic.
Simbol chimic. Izotopi....................................... 58
3.2.2. Masa atomică relativă. Mol de atomi........... 60
3.3. Învelișul de electroni ................................................... 63
Test autoevaluare ................................................................... 66
Unitatea IV – Tabelul Periodic
al elementelor....................................................................... 67
4.1. Structura Tabelului Periodic ...................................... 67
4.2. Relația dintre structura învelișului
de electroni și poziția ocupată
de element în Tabelul Periodic ................................. 69
4.3. Metale. Nemetale. Proprietăți fizice generale .... 71
Schemă recapitulativă .......................................................... 74
Test autoevaluare ................................................................... 75
Unitatea V – Ioni și molecule........................................ 76
5.1. Formarea ionilor ............................................................ 76
5.2. Compuși ionici................................................................ 78
5.2.1. Formarea compușilor ionici............................ 78
5.2.2. Proprietățile fizice ale compușilor ionici.... 81
5.3. Molecule........................................................................... 83
5.3.1. Formarea moleculelor ...................................... 83
5.3.2. Proprietățile fizice
ale unor compuși moleculari.......................... 85
5.4. Valența............................................................................... 87
Test autoevaluare ................................................................... 90
Unitatea VI – Substanțe chimice................................. 91
6.1. Stabilirea formulei chimice pe baza valenței ...... 91
6.2. Substanțe compuse...................................................... 93
6.2.1. Clasificarea substanțelor chimice................. 93
6.2.2. Oxizi......................................................................... 94
6.2.3. Baze ......................................................................... 95
6.2.4. Acizi ......................................................................... 97
6.2.5. Săruri.....................................................................100
Test autoevaluare .................................................................102
Calcule pe baza formulei chimice ...........................103
Unitatea VII – Calcule
pe baza formulei chimice..............................................104
7.1. Mol. Masă molară ........................................................104
7.2. Calcule pe baza formulei chimice..........................106
Recapitulare finală ...............................................................109
Anexa 1 – Constante fizice ale unor substanțe
anorganice și organice (selecție)...................110
Anexa 2 – Elementele chimice (selecție).........................111
Răspunsuri..............................................................................112
Bibliografie..............................................................................112
4
Structura manualului
Manualul de Chimie – clasa a VII-a cuprinde
șapte unități de învățare care respectă domeniile
și conținuturile din programă. Lecțiile sunt însoțite de activități de învățare-evaluare interactive,
cu caracter practic-aplicativ, care determină formarea competențelor specifice cu care acestea
sunt corelate.
Varianta tipărită
Competențe specifice
Domeniul de
conținut
Titluri unități
de învățare
Titlu lecție
Număr unitate
de învățare
Rubrică
Aplică ce ai învățat
Activități multimedia
interactive de învățare
Imagini corelate cu
informațiile din text
Rubrică
Pentru curioși
Rubrică
Ce voi afla?
Definiții, concepte,
termeni noi,
cuvinte-cheie
Rubrică
Ce știu?
Activități de învățare
participativă
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 81
V
5.2.2. Proprietățile fizice ale compușilor ionici
Autorul unuia dintre dintre cele mai frumoase basme culte românești, „Sarea în bucate”, aseamănă
iubirea cu substanțe diferite: mierea, zahărul și sarea.
Cât de importante sunt proprietățile substanțelor? Sarea este cel mai cunoscut compus ionic. Ce proprietăți au substanțele ionice?
Concluzie: Probele conțin substanțe solide și sunt sub formă de cristale.
Activitate de grup
Analizați substanțele ionice din probele notate cu cifre de la 1 la 4 și stabiliți asemănările și deosebirile
dintre proprietățile lor fizice observabile.
Probele conțin substanțe ionice: clorură de bariu (BaCl2), clorură de sodiu (NaCl), clorură de calciu
(CaCl2) și clorură de magneziu (MgCl2).
Notați proprietățile pe caiet într-un tabel, după modelul alăturat. Număr
probă
Proprietăți
fizice Proba nr. 1 Proba nr. 2 Proba nr. 3 Proba nr. 4
Substanțele ionice sunt solide,
în stare cristalizată.
Cristal = corp solid sub formă de poliedru (are fețe, muchii
și colțuri).
Conductibilitatea electrică = proprietatea unui corp de
a conduce curentul electric.
Dicționar
Verificați practic solubilitatea în apă a compușilor ionici din
probele de mai sus și notați pe caiet observațiile în tabelul cu proprietăți fizice.
Mod de lucru: Puneți o cantitate mică din fiecare substanță
în câte un pahar Berzelius. Adăugați apa și agitați amestecul.
Corelați observațiile din experimente cu imaginea alăturată,
pentru a înțelege fenomenul.
Concluzie: compușii din probele 1–4 sunt solubili în apă. Ionii din cristale se răspândesc uniform în toată masa apei și formează soluții apoase.
Consultați Anexa 1, și observați că există și substanţe greu solubile în apă. Printre acestea se află și carbonatul de calciu, pe care îl găsim în natură sub formă de calcar
(substanţă impură), în zonele muntoase.
Experiment
Dizolvarea clorurii de sodiu în apă
Compușii ionici sunt solubili în apă (au proprietatea de a se dizolva în apă).
80 Unitatea V – Ioni și molecule
V
Activitate individuală
Urmărește experimentul demonstrativ efectuat de profesor pentru a identifica compușii ionici din
cinci probe, notate cu cifre de la 1 la 5.
Fiecare probă conține una din următoarele substanțe: clorura de cupru (CuCl2), clorura de sodiu (NaCl),
clorura de potasiu (KCl), clorura de calciu (CaCl2) și clorura de bariu (BaCl2).
Mod de lucru: se țin în flacăra becului de gaz, pe rând, substanțele din cele cinci probe, folosind mine
de creion curățate în prealabil. (Experimentul este realizat de către profesor.)
Notează culorile flăcărilor într-un tabel cu următoarele rubrici:
Numărul probei Culoarea flăcării Cationul identificat Compusul ionic din probă
Consultă tabelul de mai sus, ce conține culorile flăcărilor date de cationi, și identifică substanța din
fiecare probă.
Concluzie:
Colorarea flăcării de către anumiți cationi poate fi folosită pentru identificarea unor compuși ionici.
Compușii ionici se formează din elemente chimice cu caracter chimic diferit (metale și nemetale),
prin cedare-acceptare de electroni.
Compușii ionici sunt stabili, deoarece ionii pozitivi, obținuți din atomii metalelor, și ionii negativi
obținuți din atomii nemetalelor se atrag, având sarcini electrice opuse.
Numărul sarcinilor pozitive este egal cu numărul sarcinilor negative, ceea ce argumentează neutralitatea electrică a compusului ionic.
De reținut
Portofoliu:
În grupuri de câte 2-4 elevi, realizați proiecte alegând dintre temele propuse:
1. Salinele din România (marcarea pe hartă a locurilor unde se găsesc și descriere)
2. Tipuri de sare (clasificate după sursa de extragere, zona geografică și gradul de rafinare)
Proiectele vor fi prezentate în fața clasei utilizând și o variantă PowerPoint.
1 Completează pe caiet spațiile punctate astfel încât să obții enunțuri corecte din punct de vedere
științific.
Compușii ionici sunt formați din ... .
Într-un compus ionic numărul sarcinilor pozitive este ... cu numărul sarcinilor.
Raportul dintre numărul cationilor și numărul anionilor dintr-un compușilor ionici depinde
de ... .
2 Consultă Tabelul Periodic și modelează formarea compușilor ionici dintre:
a) calciu și fluor;
b) sodiu și sulf;
c) potasiu și oxigen.
Aplică ce ai învățat!
Portofoliu
Activitate
individuală
Activitate
de grup
Dicționar
Experiment
Rubrică
De reținut
5
54 Unitatea II – Substanțe. Amestecuri de substanțe
II
Test autoevaluare
Rezolvați pe caiete sarcinile de mai jos. După rezolvarea acestora, comparați rezultatele cu cele aflate la
sfârșitul manualui, pentru a vă calcula punctajul obținut.
Folosiți anexa 1de la sfârșitul manualului pentru rezolvarea testului.
Timp de lucru: 50 de minute.
Nr.
item Enunț Punctaj Punctaj
realizat
I Pentru a completa spațiile libere din enunțurile de mai jos, alege cuvintele potrivite din următorul șir: particulelor, pâlnie de separare, temperatură, masa, densitate,
soluție, diluate, masice, agitarea, concentrate.
a) ... de substanță dizolvată în 100 g de ... reprezintă concentrația în procente ... .
b) Soluțiile ... conțin o masă mică de substanță dizolvată, iar soluțiile ... conțin o
masă mare de substanță dizolvată.
c) Pentru a separa un amestec de apă și ulei, se folosește ... ... ... , iar metoda se
bazează pe diferența de ... a componentelor.
d) Dizolvarea substanțelor solide în apă depinde de: gradul de fărâmițare ..., ... și
... componentelor.
1 p
II Asociază cuvintele din coloana A cu cele corespunzătoare din coloana B, astfel
încât să reprezinte adevăruri.
A B
1) apa distilată a) soluție saturată
2) aerul b) amestec eterogen
3) gheață cu apă c) substanță pură
4) 36 g sare de bucătărie/100 g apă d) amestec omogen
1 p
III Indică metodele folosite, în ordinea aplicării lor, pentru separarea componenților
din următoarele amestecuri:
1. apă, sare și pulbere de cărbune;
2. apă, alcool și pietriș.
Pentru fiecare metodă de separare indică o ustensilă de laborator folosită.
1,5 p
IV Calculează masa aerului conținut într-o minge cu volumul de 200 cm3
cunoscând
densitatea aerului 1,29 g/L.
1,5 p
V Se dizolvă în 184 mL apă (ρ = 1g/mL) 20 g sare de bucătărie de puritate 80%.
Știind că impuritățile nu se dizolva în apă, determină concentrația procentuală
masică a soluției obținute.
2p
VI Lămâia are gust acru datorită acidului citric. Sucul de lămâie conține 6,5% acid
citric. Calculează:
a) Concentrația acidului din soluția obținută prin amestecarea a 60 g suc de lămâie cu 140 g apă.
b) Volumul de apă adăugat peste 300 g suc de lămâie pentru a obține o soluție
de 2%.
2 p
Din oficiu 1 p 1 p
Total 10 p
Varianta digitală
Varianta digitală cuprinde integral conținutul manualului în variantă tipărită, având în plus exerciții
interactive, jocuri educaționale, animații, filme și simulări.
Toate acestea au obiectivul de a aduce un plus de valoare cognitivă.
Paginile din manual pot fi vizionate pe desktop, laptop, tabletă, telefon, oferind o experiență excelentă de navigare.
Navigarea în varianta digitală permite parcurgerea manualului și revenirea la activitatea de învățare
precedentă.
Forma electronică a manualului școlar are un conținut similar celei tipărite și cuprinde, în plus, o serie
de activități multimedia interactive de învățare: statice, animate, interactive.
AMII static
Cuprinde desene, fotografii, diagrame statice, hărți statice.
AMII animat

Cuprinde animații sau filme.
AMII interactiv Cuprinde elemente educaționale cu grad înalt de interactivitate (simulări de
procese, rezolvare de probleme, experiment și descoperire, jocuri educative),
prin care elevul reușește să adauge o valoare cognitivă superioară.
Test autoevaluare Ce știu? – cuprinde noțiunile însușite în lecțiile anterioare necesare pentru înțelegerea lecției noi.
Ce voi afla? – atrage atenția asupra noțiunilor ce urmează a fi învățate în lecție.
Experiment – descrie o activitate practică, dirijată în scopul descoperirii sau a verificării unor fenomene sau proprietăți.
Aplică ce ai învățat – cuprinde aplicații și exerciții care se pot rezolva individual, atât pe parcursul lecției, cât și la
finalul lecției, cu rol de evaluare și fixare a noțiunilor pe parcurs, în scopul reglării demersului didactic ulterior.
Pentru curioși – conține informații suplimentare care pot depăși programa școlară.
Dicționar – explică termenii noi neîntâlniți în lecțiile anterioare, dar necesari în înțelegerea noilor conținuturi.
Portofoliu – cuprinde teme individuale sau de grup care presupun documentare, investigare, sinteză, prezentare.
Activitate individuală – sarcină de lucru în timpul lecției.
Activitate de grup – sarcină de lucru în grup.
De reținut – sistematizează noțiunile noi dintr-o lecție.
Cuvintele scrise cu verde – marchează activități de învățare participativă.
Întrebările din lecție conduc la necesitatea unei investigații pentru aflarea răspunsului.
Itemi de
evaluare
Competențele generale și competențele specifice
conform programei școlare pentru disciplina CHIMIE, clasa a VII-a,
aprobată prin OMEN nr. 3393/28.02.2017
1. Explorarea unor fenomene și proprietăți ale substanțelor întâlnite în activitatea cotidiană
1.1. Identificarea unor proprietăți/fenomene, substanțe/amestecuri în contexte cunoscute
1.2. Descrierea unor fenomene și proprietăți ale substanțelor întâlnite în contexte cunoscute prin utilizarea
terminologiei specifice chimiei
1.3. Utilizarea simbolurilor specifice chimiei pentru reprezentarea unor elemente, substanțe simple sau compuse și transformări ale substanțelor
2. Interpretarea unor date și informații obținute în cadrul unui demers investigativ
2.1. Formularea unor ipoteze cu privire la caracteristicile substanțelor și a relațiilor dintre ele
2.2. Utilizarea echipamentelor de laborator și a tehnologiilor informatice pentru a studia proprietăți/fenomene
2.3. Investigarea unor procese și fenomene în scopul identificării noțiunilor și relațiilor relevante
3. Rezolvarea de probleme în situații concrete, utilizând algoritmi și instrumente specifice chimiei
3.1. Identificarea informațiior și datelor necesare rezolvării unei probleme în contexte variate
3.2. Rezolvarea de probleme calitative și cantitative pe baza conceptelor studiate
4. Evaluarea consecințelor proceselor și acțiunii substanțelor chimice asupra propriei persoane și asupra
mediului înconjurător
4.1. Identificarea consecințelor proceselor chimice asupra organismului și asupra mediului înconjurător
4.2. Aprecierea impactului substanțelor chimice asupra organismului și asupra mediului înconjurător
Introducere
„Acum circa 13,5 miliarde de ani, materia, energia,
timpul și spațiul au luat ființă odată cu ceea ce este
cunoscut drept Big Bang. Povestea acestor trăsături
fundamentale ale universului nostru se numește fizică.
La circa 300 000 de ani după apariția lor, materia și
energia au început să se agrege în structuri complexe
numite atomi, care s-au combinat apoi în molecule.
Povestea atomilor, a moleculelor și a interacțiunilor dintre
ele se numește chimie.
Acum circa 3,8 miliarde de ani, pe o planetă numită
Pământ, anumite molecule s-au combinat pentru a forma
niște structuri deosebit de mari și complicate numite
organisme. Povestea organismelor se numește biologie.”
Yuval Noah Harari, Sapiens. Scurtă istorie a omenirii
6
Unitatea I
Chimia, știință a naturii
Unitatea II
Substanțe.
Amestecuri de substanțe
Competențe specifice:
1.1, 1.2, 2.1, 2.2, 2.3, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2
În apă, aer, sol se găsesc amestecuri de substanțe. Pentru a studia substanțele trebuie să
știi să le separi, să le analizezi proprietățile și
fenomenele pe care acestea le suferă. Acest
studiu îl faci în natură sau în laborator folosind
ustensile specifice pe care trebuie să înveți să le
utilizezi corect.
CHIMIA ȘI VIAȚA.
SUBSTANȚELE ÎN NATURĂ
Chimie – Manual pentru clasa a VII-a 7
8 Unitatea I – Chimia, știință a naturii
I
1.1. Ce este chimia?
Mult timp, s-a crezut că toată materia din Univers este formată din mici particule, numite atomi. Dar
abia în 1905, Albert Einstein a demonstrat incontestabil (matematic) existența acestora. Acești mici atomi,
născuți din stele, s-au prelins peste tot formând ceea ce azi numim materie. Din Univers până pe planeta
Pământ, în Europa, în România, în această carte și în corpul tău, suntem cu toții praf de stele.
Cum au ajuns acești atomi în noi și unde vor călători în viitor rămâne un mister. Dar, studiindu-i, omenirea a reușit să creeze lucruri remarcabile.
Dacă analizezi imaginile de mai jos poți descrie ceea ce vezi?
Magneziul, litiul, cobaltul, polimerii, carbonul, sticla, cuprul, nichelul, argintul, siliciul, aluminosilicații,
staniul, dioxidul de siliciu sunt substanțe.
Chimia este știința care studiază substanțele.
Folie protectoare
din polimer
Carcasă pe bază
de magneziu sau
polimer
Ecran din sticlă în
compoziția căruia
intră aluminosilicați
și dioxid de siliciu
În interiorul telefonului se găsesc circuite
electronice în componența cărora există
cupru, nichel, argint, siliciu, staniu, baterie
ce conține litiu, cobalt, carbon sau mangan.
Cum studiem substanțele?
Așa cum a făcut-o știința dintotdeauna: observăm, intuim, formulăm, măsurăm și testăm.
La rândul tău, vei fi un mic cercetător: vei observa, vei experimenta, vei analiza și interpreta, vei trage
concluzii și vei aplica.
Chimie – Manual pentru clasa a VII-a 9
I
Vom studia substanțele observând caracteristicile acestora
și transformările pe care le suferă. Cum ajunge gheața apă și
cum devine lemnul scrum?
Treptat, vei ajunge să înțelegi ce se întâmplă în jurul tău și
vei fi capabil să poți explica, folosind un limbaj științific, transformările pe care le observi. Vei putea recunoaște, denumi și
folosi substanțele, făcând corelația:
Alcătuire Proprietăți
Această interdependență stă la baza studiului tuturor substanțelor chimice.
Din acest motiv, în clasa a VII-a vei învăța:
1. Prin ce se deosebesc substanțele de amestecuri
2. Din ce sunt alcătuite substanțele (atomi, ioni sau molecule)
3. Ce proprietăți au substanțele în funcție de compoziția lor
4. Ce este și cum scrii prescurtat o substanță (formula chimică)
Așa cum ai citit deja pe prima pagină, „chimia este povestea
atomilor, a moleculelor și a interacțiunilor dintre ele”. Vei constata că, într-adevăr, ceea ce începi să studiezi acum este o poveste care îți deschide calea cunoașterii unui univers fascinant.
Iar pentru întrebarea din titlul acestei lecții, vei găsi singur
un răspuns, dacă observi corpurile din jurul tău, investighezi,
îți pui întrebări și cauți răspunsuri, corelezi ceea ce știi cu noutățile pe care le afli, aplici ceea ce descoperi.
1.2. Laboratorul de chimie
Pentru a putea investiga realitatea înconjurătoare, transformările din natură se reproduc la o altă scară
în laborator. Pentru a face acest lucru, este nevoie de instrumente, aparatură și ustensile. Fă cunoștință cu
ele și observă, în explicațiile date, existența unor termeni care, treptat, vor intra în vocabularul tău și vor
forma limbajul științific specific chimiei.
Laboratorul de chimie este o încăpere dotată cu mobilier specific, instalații electrice, apă curentă și
nișă pentru evacuarea gazelor toxice. De asemenea, în laborator există sticlărie și ustensile specifice, precum și substanțe chimice (reactivi).
Analizează imaginile din paginile următoare și grupează pe caiet denumirile ustensilelor în funcție de
materialul/substanța din care sunt alcătuite.
Găsește în text cuvinte noi și caută în dicționar semnificația lor.
Desenează pe caiet trei ustensile din sticlă.
10 Unitatea I – Chimia, știință a naturii
I
Eprubete și stative Pahare Berzelius Pahare Erlenmeyer Cilindri gradați
Pipete Cristalizor Capsule Mojar cu pistil
Creuzete Clești de lemn sau metal
Lingură de ars
Spatulă
Balanță Sticlă de ceas Sticle cu reactivi Pisetă
Baloane cu fund rotund
și fund plat
Trepied cu sită,
spirtieră
Pâlnie de filtrare,
stativ cu inel
Pâlnie de separare
Chimie – Manual pentru clasa a VII-a 11
I
1.3. Cum ne comportăm în laboratorul de chimie
(Norme de protecția muncii)
Substanțele chimice se
miros indirect, prin ventilarea aerului/vaporilor
spre nas.
Se folosesc cantități
mici de substanțe. Substanțele solide se iau
numai cu spatula, nu se
ating cu mâna.
Se lucrează doar cu
ustensilele și reactivii
indicați de profesor/fișa
de lucru.
Substanțele lichide sau
soluțiile se preling pe
pereții eprubetei sau
ai paharului.
Sursele de încălzire
se folosesc cu atenție:
aprinderea lor se face cu
un chibrit, iar stingerea
lor prin acoperirea flăcării cu capacul spirtierei
sau oprirea robinetului
pentru becurile de gaz.
Înainte de începerea experimentelor, se citește
cu atenție modul de
lucru. Accesul în laborator se face în prezența
profesorului.
Agitarea cu bagheta
de sticlă se face prin
mișcări circulare.
Substanțele chimice
NU se gustă.
Eprubetele se încălzesc
direct în flacără susținându-le cu un clește de lemn
în partea superioară, se
ține înclinată și se rotește
ușor în flacără pentru o
încălzire uniformă.
Paharele sau vasele de
sticlă se încălzesc pe
site metalice, nu direct
în flacără.
Vasele de sticlă
fierbinți
se așază pe materiale
izolatoare. După terminarea experiențelor se lasă ordine pe
masa de lucru, iar mâinile
se spală cu apă și săpun.
12 Unitatea I – Chimia, știință a naturii
I
1.4. Materie. Corp. Substanță
Privește în jurul tău.
Numește într-un cuvânt tot ceea ce vezi.
Alege patru corpuri pe care le-ai folosit astăzi.
Cum ai făcut alegerea? Prin ce se deosebesc corpurile?
Analizează imaginea de mai jos.
Recunoaște trei corpuri în stări de agregare diferite și identifică alte criterii de comparare a acestora.
Concluzie: Corpurile sunt:
1. cubul;
2. apa din pahar;
3. gazul din balon.
Acestea se deosebesc prin:
• formă și volum;
• culoare;
• transparență;
• compoziție: particulele și distanțele dintre acestea sunt diferite.
Corpurile din imagine se aseamănă prin faptul că fiecare are aceeași compoziție (omogenă) în toată masa lui.
Corpurile se pot deosebi prin proprietăți
(caracteristici).
Un amestec poate fi format din două sau mai
multe substanțe.
Ce știu?
Din ce sunt alcătuite corpurile.
Ce sunt substanțele.
Ce tipuri de substanțe întâlnim în
natură.
Ce voi afla?
Tot ceea ce are masă și ocupă un spațiu reprezintă materie.
Corpul este o parte din materie cu formă și volum bine determinate.
Corpurile se deosebesc prin compoziție (alcătuire) și proprietăți (caracteristici).
Materia poate avea compoziție și caracteristici diferite. Materia poate fi solidă, lichidă sau gazoasă.
Materia cu compoziție omogenă și caracteristici constante se numește substanță.
1
2 3
Exemple de substanțe: apă, sare, zahăr, heliu, cupru, oxigen etc.
Exemple de corpuri alcătuite din aceste substanțe: apa din sticlă, cristalul de sare, cubul de zahăr,
heliul din balon etc.
Grupează cuvintele următoare după semnificația lor – corp sau substanță: inel, argint, eprubetă,
oxigen, apă, spatulă.
Aplică ce ai învățat!
Chimie – Manual pentru clasa a VII-a 13
I
Analizează imaginile de mai jos și spune în care dintre ele recunoști:
– corpuri alcătuite din substanțe diferite;
– corpuri alcătuite din aceeași substanță;
– corp alcătuit din amestec de substanțe.
Concluzie: Corpurile pot fi formate din aceeași substanță sau din substanțe diferite (amestecuri de
substanțe).
Substanțele pot fi naturale sau obținute prin sinteză chimică (în laborator sau la nivel industrial).
Exemple: apa, oxigenul, cuprul, calcarul sunt substanțe naturale, iar masele plastice, polistirenul, acidul
sulfuric, îngrășămintele chimice etc. sunt obținute la nivel industrial.
Majoritatea substanțelor din natură se găsesc sub formă de amestecuri.
Exemple:
Proprietățile unei substanțe sunt determinate de compoziția (alcătuirea) acesteia.
Substanțele pot fi organice sau anorganice.
a) Aerul este un amestec format din substanțele oxigen,
azot, dioxid de carbon etc.
b) Lichidul din râu este un amestec format din apă, în
cantitatea cea mai mare, și din alte substanțe în cantități mici (sare, oxigen, dioxid de carbon etc.).
c) În rocile calcaroase se găsesc substanțe solide, în care
predomină o substanță numită carbonat de calciu.
d) Petrolul este un amestec format din mai multe substanțe, numite hidrocarburi.
e) În corpul uman există multe amestecuri (sângele, sucul
gastric etc.) alcătuite din diferite substanțe (glucide, grăsimi, proteine, hemoglobină, oxigen, acid clorhidric etc.).
a b c d e
1. Substanțele organice pot fi:
a) Naturale: amidon, celuloză, alcool, cauciuc natural, zahăr, grăsimi, vitamine, proteine, acid citric,
metan, naftalină, butan etc.
Materiale textile
(conțin celuloză)
Făină
(conține amidon)
Carte
(hârtia conține
celuloză)
Vin (conține alcool,
vitamine, acizi,
coloranți etc.)
14 Unitatea I – Chimia, știință a naturii
I
b) Sintetice (obținute prin procese chimice, pornind de la alte substanțe): cauciuc sintetic, medicamente, mase plastice, fire sintetice, acetonă, erbicide, pesticide, insecticide, detergenți. Exemplele
ilustrate conțin amestecuri de substanțe organice sintetizate.
Medicamente Cauciuc sintetic Mase plastice Fire sintetice
2. Substanțe anorganice. Clasificarea acestora o vei afla în lecția 6.2., după ce vei învăța din ce sunt
formate substanțele. Până atunci, observă imaginile de mai jos, pentru a recunoaște câteva substanțe anorganice.
Pietre
semiprețioase
Sare de bucătărie
(NaCl)
Magnet
(Fe3O4)
Stalactite
și stalagmite
CaCO3
Diamant
(C)
NaCl, Fe3O4, CaCO3, Ca(HCO3)2 sunt formule chimice și reprezintă o notare simplificată a unei substanțe
chimice.
Alte exemple de substanțe anorganice cu care te vei întâlni în următoarele lecții sunt: apă, nisip, piatră
vânătă, calcar, var stins, sulf, fier, hidrogen, oxigen etc.
Corpurile pot fi alcătuite din substanțe sau din amestecuri de substanțe.
Substanțele pot fi organice sau anorganice.
De reținut
1 Caută în jurul tău:
a) corpuri diferite, formate din aceeași substanță;
b) corpuri asemănătoare ca formă, formate din substanțe diferite.
2 Ce corpuri sunt alcătuite din substanța aluminiu?
Aplică ce ai învățat!
√ Obținerea compostului (amestec
de substanțe organice și anorganice) se face prin fermentarea
lentă a resturilor vegetale și a produselor animale.
Este utilizat ca îngrășământ natural.
Pentru curioși
Chimie – Manual pentru clasa a VII-a 15
I
1.5. Fenomene fizice și fenomene chimice
În jurul nostru se petrec zilnic transformări pe care le observăm mai mult sau mai puțin.
În clasele anterioare ați învățat despre circuitul apei în natură.
Analizează imaginile de mai jos și completează pe caiet tabelul.
În fiecare dintre cele două transformări analizate/notate
în tabel, nu se modifică compoziția substanțelor din care
sunt alcătuite corpurile.
Ce fel de transformări suferă substanțele.
Cum deosebim fenomenele fizice de
fenomenele chimice.
Corpurile sunt formate din substanțe.
O substanță are întotdeauna aceeași compoziție.
Corpurile pot suferi transformări numite fenomene.
Ce știu? Ce voi afla?
Nr. Corp Substanță Transformare
1.
2.
Fenomenele fizice sunt transformările unui corp în urma cărora compoziția substanței din care este
alcătuit corpul rămâne neschimbată.
Definește fiecare fenomen din imagine
și dă alte exemple de schimbări ale stării de
agregare întâlnite în jurul tău.
Care dintre transformările enumerate se
regăsesc în circuitul apei în natură?
Solid Lichid Gaz
1
3 5
4 6
2
1
2
Analizează imaginea de mai jos și notează pe caiet fenomenele fizice corespunzătoare cifrelor scrise
pe săgețile din schema de mai jos. Vei descoperi transformările de stare: topire, sublimare, condensare,
solidificare, desublimare, vaporizare.
Coclirea cuprului Ruginirea fierului
Oxigen
CO2
lumină
apă minerale
Fotosinteza Arderea lemnului
Observă imaginile de mai jos. Vei descoperi alt tip de fenomene.
Ce se întâmplă, în fiecare caz, cu compoziția substanțelor?
16 Unitatea I – Chimia, știință a naturii
I
Materiale Mod de lucru Observații Concluzie
Țesătură, capsulă de
porțelan, sită metalică,
trepied, chibrit
Se pune țesătura în
capsulă și se aprinde.
Țesătura arde și se
transformă în cenușă.
Cenușa nu mai are aceeași
compoziție ca și țesătura.
Cărbune, clește, spirtieră Se ține cărbunele
în clește, în flacăra
spirtierei.
Cărbunele arde cu
degajarea unui gaz.
Gazul rezultat este
o altă substanță decât
cărbunele.
Pilitură de cupru,
spirtieră, spatulă
Se presară cu spatula
pilitură de cupru în
flacăra spirtierei.
Apar scântei, iar
flacăra devine verde.
Prin ardere, cuprul se
transformă într-o altă
substanță.
În toate experimentele efectuate se obțin substanțe diferite față de substanțele supuse transformărilor.
Fenomenele chimice sunt transformările care schimbă compoziția substanțelor, în urma lor rezultând noi substanțe.
Experiment
a b c d
Identifică tipurile de fenomene corespunzătoare imaginilor de mai jos. Denumește fenomenele.
Concluzii:
Aceeași substanță (zahăr) poate
suferi:
– fenomene fizice: mărunțire (a), dizolvare la temperatura camerei (b), topire (c),
– fenomene chimice: carbonizare la încălzire (d).
Fenomenele pe care le pot suferi substanțele pot fi fizice și chimice.
Topirea, solidificarea, vaporizarea, condensarea, sublimarea, desublimarea și dizolvarea sunt
transformări care nu modifică compoziția substanțelor, deci sunt fenomene fizice.
Arderea, ruginirea, coclirea, fotosinteza, putrezirea frunzelor, transformarea mustului în vin sunt
fenomene chimice în urma cărora rezultă noi substanțe (cu altă compoziție).
De reținut
1 Pe baza observațiilor tale zilnice și a cunoștințelor de până acum, dă două exemple prin care să
arăți că un corp poate suferi un fenomen fizic și un fenomen chimic.
2 Citește enunțurile de mai jos și precizează, pentru fiecare caz, tipul fenomenului.
a) În prezența luminii, plantele transformă dioxidul de carbon în oxigen.
b) Se toarnă apă oxigenată pe o rană.
c) Prin încălzirea unei sârme de aluminiu, aceasta se dilată.
d) Se picură o cantitate de oțet peste o bucată de cretă.
Aplică ce ai învățat!
Putrezirea plantelor, fotosinteza, formarea cărbunilor, a petrolului sunt fenomene chimice naturale.
Chimie – Manual pentru clasa a VII-a 17
I
1.6. Proprietăți fizice și proprietăți chimice
Corpurile din jurul nostru sunt alcătuite din diferite substanțe. Cum știm că substanțele sunt diferite?
Observă corpurile din imaginile de mai jos. Cum deosebim cele patru substanțe din care sunt alcătuite?
Substanțele se deosebesc între
ele pe baza proprietăților (însușiri
sau caracteristici).
Proprietățile pe baza cărora
s-au putut recunoaște substanțele din imagine sunt: culoarea,
starea de agregare, densitatea.
Fenomenele sunt transformări.
Proprietățile sunt însușiri sau caracteristici.
Ce știu?
Cum se pot deosebi substanțele.
Câte tipuri de proprietăți au substanțele.
Ce voi afla?
1. Analiza proprietăților grafitului (mină de creion)
Materiale necesare: Mină de creion, apă, pahar Berzelius, baterie de 1,5 V, bec, fire conductoare.
Mod de lucru: Observă mina de creion.
Se pune mina de creion în apă.
Introdu mina într-un circuit format dintr-o baterie de 1,5 V, un bec, fire conductoare.
Notează observațiile pe caiet.
2. Verificarea temperaturii de fierbere a apei:
Materiale necesare: apă, pahar Erlenmeyer cu dop, termometru, trepied cu sită, spirtieră.
Mod de lucru: Pune apa în pahar.
Acoperă gura paharului cu dopul prevăzut cu termometru.
Pune paharul pe sită și încălzește apa la flacăra spirtierei.
Citește temperatura la interval de 2 minute și notează valorile într-un tabel.
Concluzie: În timpul încălzirii, temperatura crește și la 100 °C, rămâne constantă, chiar dacă încălzirea
continuă.
Experiment
Aluminiu Apă și ulei Cupru
Apa este una dintre cele mai răspândite substanțe în natură.
Enumeră proprietăți fizice ale apei.
Aplică ce ai învățat!
Proprietățile fizice se referă la însușiri ale substanțelor și la transformările acestora care au loc fără
modificarea compoziției.
18 Unitatea I – Chimia, știință a naturii
I
Dacă analizezi și încerci să clasifici proprietățile descoperite, vei obține două categorii de proprietăți:
Proprietăți care se determină
cu ajutorul organelor de simț
Proprietăți care se măsoară
cu instrumente/aparate
Culoare – incoloră
Miros – inodoră
Gust – insipidă (fără gust)
Stare de agregare – lichidă
Îngheață la 0 °C
Fierbe la 100 °C
Are densitatea 1g/cm3
Generalizând, vei descoperi că toate proprietățile fizice ale substanțelor se pot clasifica în proprietăți
observabile (care se determină cu ajutorul organelor de simț) și măsurabile (care se măsoară cu instrumente/aparate), după cum poți observa în schema de mai jos:
OBSERVABILE
Temperatura de fierbere (t.f.) = temperatura la care o substanță
trece din stare lichidă
în stare gazoasă
Temperatura de
topire (t.t.) = temperatura la care o substanță
trece din stare solidă în
stare lichidă
Densitatea ρ = m/V Solubilitatea = proprietatea unei substanțe de a se dizolva
într-o altă substanță
Proprietăți fizice MĂSURABILE
aspect
gust miros
Pentru a descoperi și alte tipuri de proprietăți, gândește-te la exemple din jurul tău și răspunde la
următoarele întrebări.
• Ce se întâmplă când mama face o prăjitură și pune peste praful de copt zeamă de lămâie sau oțet?
• Cum explici că țevile se desfundă ușor cu bicarbonat de sodiu (praf de copt) și oțet?
Proprietățile fizice sunt constante caracteristice fiecărei substanțe pure.
culoare
stare de agregare
Chimie – Manual pentru clasa a VII-a 19
I
În experimentele realizate ai constatat că, prin transformări chimice, în urma unor fenomene chimice,
s-au obținut noi substanțe.
1. Amestecă într-un cristalizator apă cu piatră vânătă.
Pune în amestecul obținut un cui de fier, astfel încât o parte a cuiului
să rămână în aer.
Vei observa că, după câteva minute, partea cuiului cufundată în
amestecul de apă și piatră vânătă s-a acoperit cu un strat arămiu.
3. Arde o bucată de hârtie (ținută cu un clește) deasupra chiuvetei.
Vei constata că, în urma arderii, obții o pulbere gri, a cărei compoziție
este diferită de compoziția hârtiei inițiale.
2. Cu un clește metalic sau o pensetă, ține o panglică de magneziu
în flacăra unei spirtiere.
Vei observa că magneziul arde cu flacără orbitoare.
! Această flacără era folosită, la sfârșitul secolului al XIX-lea, ca blitz
în atelierele fotografice.
Experiment
Proprietățile chimice se referă la transformări care schimbă compoziția substanțelor.
Proprietățile pot fi fizice și chimice.
Proprietățile fizice sunt observabile și măsurabile.
Proprietățile chimice ale substanțelor conduc la formarea de substanțe noi.
De reținut
Iată câteva exemple de proprietăți chimice care
pot fi observate zi de zi:
√ proprietatea grăsimilor de a râncezi;
√ proprietatea vinului de a se oțeti;
√ proprietatea laptelui de a se acri;
√ proprietatea de ardere a gazului metan.
Pentru curioși
1 Alege un corp format dintr-o substanță și indică o proprietate fizică și o proprietate chimică.
2 Scrie un eseu de jumătate de pagină în care să folosești corect noțiunile învățate: corp, substanță,
fenomen fizic, fenomen chimic, proprietate fizică, proprietate chimică.
Aplică ce ai învățat!
20 Unitatea II – Substanțe. Amestecuri de substanțe
II
2.1. Substanțe pure. Amestecuri de substanțe
Ai aflat în lecțiile anterioare că substanțele au proprietăți prin care se deosebesc unele de altele.
Proprietățile fizice pot fi observabile și măsurabile. Proprietățile fizice măsurabile sunt constante fizice
caracteristice fiecărei substanțe.
Concluzie: o substanță pură are proprietăți fizice constante.
Determinarea densității unor corpuri solide metalice.
Materiale: corpuri din fier sau cupru (cui, sârmă, plăcuță, agrafe, chei etc.), apă, cilindru gradat, balanță.
Mod de lucru:
Se cântărește, pe rând, fiecare corp și se notează masa.
Se pune apă în cilindrul gradat, se măsoară și se notează volumul (Vi).
Se introduc, pe rând, corpurile și se notează volumul (Vf).
1. Calculează volumul fiecărui corp (Vc) făcând diferența dintre cele două volume.
2. Completează pe caiet coloanele tabelului cu valorile determinate/măsurate.
Corp m (g) Vi (cm3
) Vf (cm3
) Vc (cm3
) ρ (g/cm3
)
agrafă
cui
...
3. Calculează densitatea fiecărui corp folosind relația matematică: ρ =
m
V
Cum diferențiem o substanță pură de un amestec.
Ce tipuri de amestecuri întâlnim în viața de zi cu zi.
Corpurile sunt formate din substanțe.
O substanță are proprietăți constante.
Ce știu? Ce voi afla?
Consultă Anexa 1 și verifică valoarea densității pentru fier/cupru.
Concluzie: O parte din corpurile studiate au aceeași valoare a densității ca unele metale (fier, cupru)
din Anexa 1.
Deduci că aceste corpuri au în componența lor o singură substanță.
Experiment
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 21
II
Substanța pură este substanța care își păstrează compoziția în urma unor fenomene fizice și
este caracterizată de constante fizice.
Aceste corpuri sunt formate dintr-o substanță pură.
Orice substanță pură are următoarele caracteristici:
• are o compoziție bine determinată;
• nu își modifică compoziția dacă este supusă unor fenomene fizice;
• are constante fizice specifice.
Folosind Anexa 1 de la sfârșitul manualului caută valorile constantelor fizice precizate în tabel și completează fișa de identificare a fierului.
Constantă
fizică
Substanță
Temperatură
de topire
Temperatură
de fierbere
Densitate
ρ
Fierul
Aplică ce ai învățat!
Puritatea reprezintă masa de substanță pură care se găsește în 100 g de substanță impură.
Pune într-un pahar Berzelius o cantitate de sare de bucătărie grunjoasă
și în alt pahar aceeași cantitate de sare
de bucătărie fină. Toarnă apă în pahare și amestecă cu bagheta.
Observă și compară conținuturile
celor două pahare.
În paharul ce conține soluție de apă și sare de bucătărie grunjoasă se
observă că la baza acestuia sunt depuse substanțe închise la culoare.
În paharul ce conține amestec de apă și sare de bucătărie fină nu se
deosebesc componenții.
Concluzii: • Sarea fină este o substanță pură.
• Sarea grunjoasă este impură (conține impurități).
Pentru a exprima cât de curată este o substanță se folosește noțiunea de puritate.
Experiment
Revenind la tabelul de la experimentul anterior, vei constata că o parte dintre corpurile analizate au
valorile densităților mai mari sau mai mici decât fierul pur. În afară de fier, aceste corpuri conțin și alte
substanțe numite impurități.
22 Unitatea II – Substanțe. Amestecuri de substanțe
II
Dintr-o mină se extrag 2000 kg de cărbune de puritate 90%. Să se calculeze cantitatea de carbon pur
aflată în zăcământul de cărbune.
Aplică ce ai învățat!
Rezolvare:
100 kg cărbune .......................... 90 kg carbon
2000 kg cărbune ....................... x
x = = 1800 kg carbon 2000 kg · 90 kg
100 kg
Activitate individuală
1. Din 500 kg sare de bucătărie impură se obțin 300 kg sare de bucătărie pură. Calculați puritatea zăcământului și procentul impurităților.
2. Piatra de var (carbonatul de calciu) este folosită la obținerea varului nestins (oxid de calciu) utilizat
în construcții. Dintr-o vărărie s-a extras o cantitate de piatră de var cu puritatea 80%, din care s-au
obținut 1300 kg carbonat de calciu pur. Află masa de piatră de var impură extrasă, precum și masa
impurităților.
3. 7 g amestec de fier și sulf conține 5% impurități. Știind că masa fierului este jumătate din masa sulfului, calculează masa impurităților, precum și masele celor două componente.
AMESTECURI DE SUBSTANȚE
Zilnic, folosești amestecuri sub diferite forme.
Acestea se găsesc în: diferite preparate culinare, pastă de
dinți, detergenți, produse cosmetice, medicamente etc.
Cum deosebești o substanță pură de un amestec?
Analizând proprietățile.
Pentru apă ai observat că temperatura de fierbere rămâne constantă până când toată substanța trece
din stare lichidă în stare gazoasă.
Observă cum variază temperatura de topire a unei bucăți de unt.
Materiale: Unt, capsulă, trepied cu sită, spirtieră, stativ cu clemă și termometru.
Mod de lucru: Se pune untul în capsula așezată pe sită. Se introduce termometrul prins cu clema
de stativ, în unt. Se încălzește la flacăra spirtierei. (Se urmărește gradația termometrului.)
Observi că, pe durata topirii untului, temperatura variază.
Concluzie: Untul nu are temperatură de topire fixă (se topește într-un interval de temperatură).
Untul nu este o substanță pură, ci un amestec de substanțe.
Experiment
Mină de cărbune
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 23
II
Concluzii:
• În cazul amestecurilor, valorile constantelor fizice (temperatură de topire, temperatură de fierbere,
densitate etc.) nu sunt fixe.
• Amestecurile se obțin în urma unor operații fizice.
• Componentele amestecurilor își păstrează proprietățile.
• Componentele dintr-un amestec se pot separa.
Amestecul este rezultatul punerii în comun a două sau mai multe substanțe între care nu au
loc fenomene chimice.
Obține în laborator amestecurile indicate în imaginile de mai jos. Observă și compară caracteristicile
acestora.
Corelează informațiile din imagine cu exemplele din coloana din dreapta imaginii și stabilește care
dintre amestecurile sugerate sunt omogene și care sunt eterogene.
Exemple de amestecuri:
√ solul
√ apa cu gheață
√ băuturile răcoritoare
√ apa cu ulei
√ oțetul
√ apa de râu
√ spirtul medicinal
√ saramura
√ aluatul
√ apa cu zahăr
√ apa cu sodă caustică
√ aerul curat
Amestecurile omogene au aceeași
compoziție și aceleași proprietăți în
toată masa lor.
Amestecurile eterogene sunt amestecuri în care se observă componenții.
Experiment
apă
piatră vânătă
Amestec omogen
(nu se deosebesc componenții)
Amestec eterogen
(se disting componenții)
nisip
Amestecă sulful și pilitura
de fier într-o capsulă.
Arde o parte din amestec în lingura de ars.
Apropie magnetul de
amestecul rezultat.
1
4
2 3
Apropie magnetul de amestecul
rămas în capsulă. Fierul din amestec este atras de către magnet (4).
Observă separarea componenților.
Amestecul încălzit își schimbă
culoarea transformându-se într-o
substanță nouă, pe care magnetul
nu o atrage.
24 Unitatea II – Substanțe. Amestecuri de substanțe
II
Ce tipuri de amestecuri observi în imaginile de mai sus? Ce alte exemple de amestecuri cunoști din
viața de zi cu zi?
Citind rețeta de mai jos, vei afla cum se poate obține un amestec folosit la conservarea castraveților.
Se prepară un amestec format din: 2,5 litri apă; 0,5 litri oțet; 3 linguri
sare; 6 linguri zahăr; condimente (boabe de piper; boabe de muștar,
foi de dafin). Amestecul format se încălzește și se toarnă fierbinte
peste castraveții așezați în borcane.
Răspunde la următoarele cerințe:
a) Recunoaște substanțele componente prezente în amestec.
b) Precizează tipul amestecului obținut.
c) Identifică natura transformării (fizică/chimică) suferită de amestec în urma încălzirii.
d) Enumeră proprietățile fizice (culoare, gust, miros) pentru substanțele din amestec.
Aplică ce ai învățat!
Substanța pură:
– este substanța care își păstrează compoziția în urma unor fenomene fizice;
– este caracterizată de constante fizice.
Puritatea reprezintă masa de substanță pură care se găsește în 100 g (sau în 100 kg) de substanță
impură.
Prin punerea în comun a două sau mai multe substanțe între care nu au loc fenomene chimice se
obține un amestec.
Amestecurile pot fi omogene și eterogene.
De reținut
a
d
b
e
c
f
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 25
II
1 Copiază enunțurile pe caiet și completează spațiile punctate:
a) Substanța ... este caracterizată de constante fizice specifice.
b) ... se obține prin punerea în comun a două sau mai multe substanțe între care nu au loc
... chimice.
c) După compoziție amestecurile sunt ... și ... .
d) Masa de substanță ... care se găsește în ... g (kg) de substanță impură reprezintă
... .
2 Analizează afirmațiile de mai jos și notează în dreptul fiecăreia A dacă afirmația este adevărată și
F dacă afirmația este falsă.
a) Apa minerală este o substanță pură.
b) Saramura este un amestec eterogen.
c) Alcoolul și apa formează un amestec omogen lichid.
d) Uleiul are densitate mai mică decât apa.
e) Aerul conține componente aflate în aceeași stare de agregare.
f ) Apa și praful de cretă formează un amestec omogen.
3 Copiază pe caiet casetele de mai jos și dă câte trei exemple de substanțe pure, amestecuri omogene și amestecuri eterogene întâlnite în viața cotidiană.
Substanțe pure
...............................................
...............................................
Amestecuri omogene
...............................................
...............................................
Amestecuri eterogene
...............................................
...............................................
4 Identifică tipul amestecurilor din tabel. Completează după model, pe caiet, tabelul de mai jos.
Amestec Amestec omogen Amestec eterogen
Apă cu cerneală ×
Apă cu cretă
Alcool cu apă
Apă cu plută
Pilitură de fier cu zahăr
Apă cu oțet
Aplică ce ai învățat!
26 Unitatea II – Substanțe. Amestecuri de substanțe
II
2.2. Metode de separare a amestecurilor
2.2.1. Metode de separare a amestecurilor omogene
Deseori, în bucătărie, facem operații care reprezintă separări de diferite componente: cafeaua de zaț,
fasolea de apă, orezul de apă etc. Componentele unui amestec au proprietăți diferite (stare de agregare,
solubilitate, temperatură de fierbere, densitate). În funcție de aceste proprietăți, se aleg metodele de
separare.
Sucurile, apa cu sare, ceaiul, cafeaua, siropul, aerul sunt doar câteva exemple de amestecuri omogene.
Din aceste amestecuri, componentele se pot separa prin cristalizare și distilare.
CRISTALIZAREA
Analizează imaginea alăturată și răspunde la următoarele întrebări:
• Ce substanțe observi în imagine?
• Care este starea de agregare a substanțelor din imagine?
• Cum s-au separat componentele amestecului?
Sarea se separă sub formă de cristale de apa lacului sărat. Fenomenul are loc sub influența razelor solare. Metoda de separare se numește
cristalizare.
Cristalul este un corp solid, sub formă de poliedru (are fețe, muchii și colțuri), așa cum se observă în
imaginea de mai jos.
Ce metode folosesc pentru separarea
componentelor dintr-un amestec.
Ce importanță practică au aceste metode
de separare.
Substanțele pot fi pure sau sub formă de
amestecuri.
Amestecurile pot fi omogene sau eterogene.
Într-un amestec substanțele își păstrează
proprietățile.
Ce știu? Ce voi afla?
Lac sărat
Cristale de sare de bucătărie
Cristalizarea este metoda de separare a unei substanțe solide sub formă de cristale, dintr-un amestec
omogen lichid prin evaporarea părții lichide.
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 27
II
Într-un pahar Berzelius, amestecă apă cu piatră vânătă și
agită cu o baghetă. Pune o parte din amestecul format într-o capsulă, pe care o așezi pe sita de pe trepied. Încălzește
la flacăra unei spirtiere.
Ce observi?
Explică ce se întâmplă cu substanțele din amestec.
Substanța solidă se recuperează sub formă de cristale,
iar substanța lichidă se evaporă.
Alte amestecuri care se pot separa prin cristalizare sunt:
• apă cu sare (saramură);
• apă cu sodă de rufe;
• apă cu zahăr (sirop).
Experiment
Extragerea zahărului din
trestia de zahăr/sfecla de zahăr
Extragerea sării
din apa de mare
Macarons Bezele
Importanța practică a cristalizării
DISTILAREA
Sunt situații în care este necesară separarea a două substanțe lichide aflate în amestec.
Dacă amestecul este omogen, separarea substanțelor se face prin distilare.
Realizarea unei astfel de operații necesită o instalație specială de tipul celei din figura de mai jos:
Distilarea constă în separarea componentelor lichide dintr-un amestec omogen, pe baza punctelor
lor de fierbere diferite.
În timpul distilării au loc două fenomene fizice: vaporizare urmată de condensare. Distilarea se utilizează pentru amestecurile la care punctele de fierbere ale componenților nu sunt apropiate.
Termometru
Refrigerent
Balon cu amestec omogen lichid
Vas de colectare a distilatului
Sursă de căldură
Furtun cu apă rece
28 Unitatea II – Substanțe. Amestecuri de substanțe
II
Obținerea apei distilate (apa pură)
utilizată în laboratoare, industrie, farmacie
Obținerea băuturilor alcoolice
în instalații industriale (alambic)
Importanța practică a distilării
Dacă în balon există un amestec de apă și alcool, prin încălzire temperatura va crește, până ajunge
la 78 °C. Aceasta este temperatura de fierbere a alcoolului.
Temperatura rămâne constantă pe toată durata fierberii alcoolului. Vaporii de alcool urcă și, prin tubul
lateral al balonului, ajung în refrigerent. În refrigerent vaporii condensează, și lichidul format curge în
vasul de colectare.
Când temperatura începe să crească depășind 78 °C, alcoolul s-a separat și se oprește distilarea.
Concluzii:
• Prin distilare se separă componentele care au puncte de fierbere diferite.
• Prin distilare se recuperează ambele componente.
√ Produsele petroliere se obțin din petrol prin distilare fracționată.
Motorina, benzina, gazolina (care conține substanțele propan și butan) se obțin din petrol, în
rafinării, prin procese de distilare.
Pentru curioși
25 °C–70 °C gaze: propan, butan
70 °C–200 °C benzine
170 °C–270 °C petrol lampant
220 °C–360 °C motorină
240 °C–500 °C păcură
Instalație de rafinare a petrolului
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 29
II
Rafinare = separarea componentelor petrolului cu obținerea de produse utile (benzină,
motorină etc.)
Dicționar
1 Copiază enunțurile pe caiet și completează spațiile punctate:
a. Cristalizarea este metoda de separare a unei substanțe pure solide sub formă de ... dintr-un amestec ... – ... .
b. ... este metoda de separare a componentelor unui amestec ... lichid-lichid prin
fierbere urmată de ... vaporilor.
c. Sarea de bucătărie se separă din saramură la încălzire, sub formă de ... .
d. În laborator folosim apă pură obținută prin ... din apa potabilă.
e. Capsula este folosită pentru separarea prin ... .
2 Analizează și interpretează graficul de mai jos, care reprezintă fierberea unui amestec omogen de
două substanțe lichide. Răspunde cerințelor:
identifică lichidele din amestec (vezi Anexa 1 de la sfârșitul manualului);
completează spațiile libere din tabel;
ce proprietate fizică stă la baza separării celor două lichide din amestec;
identifică metoda de separare utilizată.
Aplică ce ai învățat!
Componentele unui amestec omogen:
– solid-lichid se pot separa prin cristalizare;
– lichid-lichid se pot separa prin distilare.
De reținut
temp.
(°C)
timp
(min.)
100
78
20
5 7 9 11
Temperatura
(°C)
Denumire
substanță
1
Stări de
agregare
substanță
1
Denumire
substanță
2
Stări de
agregare
substanță
2
20
78 lichid
100 – –
30 Unitatea II – Substanțe. Amestecuri de substanțe
II
2.2.2. Metode de separare a componentelor unui amestec eterogen
Observă, în imaginile de mai jos, stările de agregare ale componentelor amestecurilor.
Concluzie: Amestecurile sunt eterogene. Fiecare amestec conține o componentă solidă, insolubilă în
lichidul în care se află.
Ca metode de separare a componentelor din amestecurile eterogene vei învăța decantarea și filtrarea.
DECANTAREA
Analizează și compară aspectul uleiului în cele două imagini.
Cum se obține uleiul limpede?
Uleiul brut conține componente cu densități diferite. Impuritățile solide
având densitate mai mare
se depun la baza vasului.
Uleiul limpede se separă de
impurități prin decantare.
Exemple de amestecuri care
pot fi separate prin decantare.
1 2 3 4
ulei brut ulei limpede
Decantarea este metoda de separare a componentelor unui amestec eterogen solid-lichid sau
lichid-lichid, pe baza diferenței dintre densitățile acestora.
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 31
II
Bazine decantoare de apă
Experiment
√ Decantorul este un bazin destinat îmbunătățirii calității
apei prin reținerea corpurilor de dimensiuni foarte mici
și în suspensie (nisipuri foarte fine, nămoluri, suspensii
diferite de origine minerală sau organică). În decantor,
apa circulă cu viteză foarte mică, favorizând depunerea
corpurilor solide. Decantorul este folosit atât pentru
limpezire, cât și pentru epurarea apei uzate.
Pentru curioși
Suspensie = amestec în care particulele solide sunt
împrăștiate într-un lichid fără a fi dizolvate în acesta.
Exemplu: laptele.
Dicționar
Separarea prin decantare a componentelor unui amestec.
Materiale: pahare Berzelius, baghetă, pâlnie de separare.
Amestecuri eterogene.
Se vor separa componentele din
amestecul de apă, ulei și nisip.
Cu ajutorul unei baghete se toarnă
partea lichidă a amestecului în pâlnia
de separare.
Se desface robinetul pâlniei de
separare, iar apa se va scurge
în paharul Berzelius; uleiul
rămâne în pâlnia de separare.
Nisipul rămâne în pahar.
În pâlnia de separare
observi un amestec
eterogen de ulei și apă.
1
2
4
Concluzii: Prin decantare se pot separa:
• substanțele solide cu densitatea mai mare decât a lichidului
(amestec solid-lichid);
• componentele unui amestec eterogen lichid-lichid.
Alte exemple de separare prin decantare:
– apa de fasole (orez, linte etc.);
– apa de marmură mărunțită.
Importanța practică a decantării
3
32 Unitatea II – Substanțe. Amestecuri de substanțe
II
FILTRAREA
Observă imaginea și răspunde la întrebări:
• La ce crezi că se folosește cana?
• Ce calități are apa din pahar?
Concluzie: Cana are rol de filtru și reține impuritățile solide din apă.
Apa din pahar are calități îmbunătățite obținute prin filtrare.
Filtrarea este metoda de separare a unei substanțe solide dintr-un amestec eterogen
solid-lichid, cu ajutorul unui material filtrant.
În laborator, ca material filtrant, se folosește hârtia de filtru după cum se observă în imaginile de mai jos.
Într-un pahar Berzelius, amestecă apă cu praf de cărbune. Cărbunele praf îl obții prin mojararea unei bucăți de cărbune. Pregătește instalația de filtrare, ca în imaginea 1.
Toarnă amestecul în pâlnie, puțin câte puțin, cu ajutorul baghetei (nu apăsa cu bagheta pe hârtia de filtru pentru a nu se rupe).
Densitatea substanței solide este mai mică sau egală cu cea a
lichidului. În urma filtrării substanța solidă rămâne pe filtru (vezi
imaginea 2), iar substanța lichidă (filtratul) se colectează separat
în pahar.
Alte exemple de amestecuri ale căror componente se pot separa
prin filtrare sunt:
– apă cu praf de cretă;
– apă cu plută mărunțită;
– apă cu sulf.
Experiment
Importanța practică a filtrării
filtru apă potabilă filtru pentru aer
(automobile)
filtru de ulei
(automobile)
filtru de cafea
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 33
II
Mama vrea să prepare rapid brânză de casă. Ea pune la fiert într-un vas un litru de lapte de vacă. Când laptele este fierbinte,
dar nu clocotit, adaugă 8 comprimate mojarate de calciu lactic.
Se lasă în repaus până se formează un amestec de brânză și zer.
Cum separă mama brânza de zer?
1 Copiază enunțurile pe caiet și completează spațiile punctate:
... este metoda de separare a unei substanțe solide dintr-un amestec eterogen ... –
... cu ajutorul unui material filtrant.
... este metoda de separare a componentelor unui amestec eterogen ... – ... sau
... – ... pe baza diferenței de densitate.
2 Alege dintre variantele următoare pe cea corectă pentru a separa componentele amestecului
format din apă, marmură pisată și bucățele de plută:
a) cristalizare, decantare; c) filtrare, cristalizare;
b) cristalizare, distilare; d) decantare, filtrare.
3 Se dau următoarele ustensile de laborator: pahar Erlenmeyer, sticlă de ceas, pahare Berzelius, baghetă de sticlă, suport cu clemă, trepied și sită, spirtieră, pâlnie, hârtie de filtru. Alege ustensilele
necesare separării amestecurilor prin decantare și filtrare.
4 Copiază pe caiet tabelul de mai jos și completează rubricile libere:
Amestec Tip amestec Metodă de separare
Apă cu zahăr
Apă cu alcool
Alcool cu marmură
Apă cu nisip
Pilitură de fier cu sulf
Apă cu pulbere de sulf
Aplică ce ai învățat!
Aplică ce ai învățat!
Componentele unui amestec eterogen se pot separa prin:
– decantare, dacă diferența dintre densitățile componentelor este mare;
– filtrare, dacă densitățile sunt apropiate.
De reținut
34 Unitatea II – Substanțe. Amestecuri de substanțe
II
5 Propune o schemă de separare a componentelor din amestecurile următoare:
a) apă, piatră vânătă, praf de cretă; b) zahăr, ulei.
6 Bunica dorește să prepare dulceață de căpșuni. Pentru a rămâne
întregi, căpșunile se țin un timp în apă de var (amestec limpede de
apă cu hidroxid de calciu). Bunica are la îndemână doar lapte de var
(amestec tulbure de apă cu hidroxid de calciu).
Cum poți să o ajuți pe bunica să obțină apa de var din laptele de var?
7 Se amestecă 120 g sare grunjoasă cu apă. Rezultă un amestec eterogen care se filtrează.
Știind că pe hârtia de filtru rămân 20 g substanțe insolubile în apă, determină puritatea sării
grunjoase.
Explică cum se realizează filtrarea. Indică trei ustensile de laborator necesare pentru a efectua
această operație de separare.
8 Realizează pe caiet schema de separare a componentelor amestecului format din apă, ulei, sare
de bucătărie și nisip. Completează spațiile punctate urmărind codul de culori dat:
– componentele amestecului intermediar;
– metodele de separare;
– substanțele rezultate din schema de separare.
Amestec
apă + ulei + sare de bucătărie + nisip
............?
............?
............?
sare
+ ............?
............? Amestec
... + ... + ... ?
Amestec omogen
... + ... ?
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 35
II
2.3. Solul – amestec eterogen
Solul este stratul situat la suprafața
scoarței terestre.
Analizează în imaginile de mai jos alcătuirea solului:
Concluzie: Solul este stratificat. Partea superioară a solului este importantă pentru viață.
Pentru a descoperi principalele tipuri de sol, observă și analizează imaginile:
Structura solului
1 – vegetație
2 – stratul superior caracterizat
prin activitate biologică
3 – subsol
4 – roci primare dezagregate
5 – strat de rocă
Structura stratului superior al solului
1 – rădăcină
2 – apă
3 – particule cu sol
4 – spații cu aer
5 – sol saturat cu apă
6 – drenarea apei subterane
Care sunt tipurile de sol.
Ce compoziție au solurile.
Învelișul solid al Pământului se numește litosferă. Stratul superior al litosferei pe care cresc plantele se numește sol.
În natură, majoritatea substanțelor se găsesc sub formă de
amestecuri.
Ce știu? Ce voi afla?
1 2
Sol nisipos Sol argilos Sol calcaros
2
1
3
4
5
6
1
3
5
2
4
atmosferă
hidrosferă
litosferă
36 Unitatea II – Substanțe. Amestecuri de substanțe
II
Răspunde la întrebări:
• Care sunt asemănările și deosebirile dintre solurile prezentate în imagini?
• Ce fel de amestec este solul?
Materie organică (origine biologică)
• Materie vie – rădăcini de plante și mici organisme.
• Materie moartă – resturi de vietăți aflate în
descompunere, care formează humusul.
Materie anorganică:
• solidă (roci mărunțite);
• lichidă (apă);
• gazoasă (oxigen, dioxid de carbon, azot).
Compoziția solului
Solul are o compoziție chimică variată și cuprinde
aproape toate substanțele chimice (anorganice și
organice) cunoscute.
În compoziția solurilor nisipoase intră compușii
siliciului, în compoziția celor calcaroase – compușii
calciului, în a celor argiloase – compușii aluminiului.
Substanțele minerale se pot găsi în sol în:
• cantități mari – macroelemente: siliciu, aluminiu, potasiu, calciu, fier, magneziu;
• cantități mici – microelemente: iod, fluor, brom,
cobalt, mangan, cupru, molibden, crom etc.
Solul – partea superioară a litosferei – este un amestec eterogen format din materie organică
și minerală.
Pe masa de lucru ai câteva probe de sol. Observă caracteristicile fiecărei probe, verifică solubilitatea
acestora în apă și completează tabelul:
Proba Stare de agregare Culoare Aspect Comportare în apă
Sol nisipos
Sol argilos
Sol calcaros
Concluzie: Solurile diferă prin proprietățile fizice. Proprietăți diferite indică o compoziție diferită.
SOL NISIPOS
• conține particule mari
de nisip;
• este aerat și drenat;
(apa pătrunde ușor
prin el).
SOL ARGILOS
• arată ca un nisip maroniu;
• când este uscat formează
bulgări;
• este bogat în substanțe minerale nutritive (roditor).
SOL CALCAROS
• are aspect albicios;
• conține o cantitate mare de pietre;
• este predispus la uscare;
• blochează pătrunderea magneziului
și a fierului.
Experiment
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 37
II
Solul conține o serie de elemente provenite din materie organică (azot, fosfor etc.).
În imaginile de mai jos, sunt prezentate câteva utilizări asociate cu tipurile de sol.
Sol argilos – fabricarea
vaselor de ceramică
Sol nisipos – fabricarea sticlei Sol calcaros – obținerea varului
√ Compoziția solului influențează dezvoltarea plantelor.
Plantele nu se dezvoltă normal în solurile sărace în substanțe minerale. Pentru dezvoltarea normală a plantelor, solul trebuie să conțină cantități corespunzătoare de azot, fosfor, potasiu, calciu,
magneziu, zinc etc. Existența lor în sol contribuie la creșterea plantelor. Fertilitatea solului depinde de
calitatea și de cantitatea humusului din el. Calitatea humusului determină starea generală a plantelor
și calitatea recoltei.
Pentru a asigura solurilor substanțele nutritive necesare, se folosesc îngrășăminte naturale (mraniță – gunoi de grajd putrezit, compost – amestec de resturi de plante putrezite, cenușă etc.) sau îngrășăminte chimice (azotați și fosfați).
Atenție! Folosirea excesivă a îngrășămintelor chimice nu este benefică pentru sol și organisme.
Pentru curioși
Azot, calciu, magneziu,
potasiu, fosfor, zinc,
crom, fier, aluminiu,
siliciu, cobalt, mangan,
molibden = elemente
chimice despre care vei învăța în lecțiile următoare.
Dicționar
Porumb în sol sărac în
substanțe minerale
Porumb în sol bogat în
substanțe minerale
1 Scrie un eseu despre creșterea plantelor în anumite tipuri de soluri.
2 Observă ce tipuri de sol există în zona în care locuiești. Realizează o investigație și notează pe
caiet, într-un tabel, caracteristicile solului și tipurile de plante care se dezvoltă în el.
Tipul solului Caracteristici Plante Observații
Aplică ce ai învățat!
38 Unitatea II – Substanțe. Amestecuri de substanțe
II
2.4. Aerul – amestec omogen
Învelișul gazos al Pământului se numește atmosferă.
Ce importanță are atmosfera pentru Planeta noastră?
Ce substanțe se găsesc în atmosferă?
Ce compoziție are aerul.
Care sunt principalele proprietăți ale aerului.
Ce este aerul poluat.
Atmosfera, învelișul gazos al Pământului,
este formată din aer. Aerul pur este un
amestec omogen de substanțe gazoase.
Ce știu? Ce voi afla?
Atmosfera terestră
Compoziția aerului
De ce este cerul albastru? Ce observi?
Oamenii văd cerul albastru din cauza substanțelor gazoase din atmosferă, cum ar fi oxigenul și azotul. Lumina Soarelui este albă. Lumina albă este formată din mai multe culori:
roșu, orange, galben, verde, albastru, indigo, violet (acronim
ROGVAIV). Oxigenul și azotul reflectă culoarea albastră, motiv pentru care ochii noștri percep cerul albastru.
Oxigen 21%
Alte gaze 1%
Azot 78%
Aerul este un amestec omogen de substanțe gazoase: oxigen (21%),
azot (78%), dioxid de carbon și altele (1%).
Oxigenul este substanța care întreține viața. Volumul de oxigen din aer
este de aproximativ patru ori mai mic decât volumul de azot.
Dioxidul de carbon se găsește în proporție foarte mică, de circa 0,03%.
Arderea – fenomen chimic
Fixează o lumânare în vas și pune apă colorată
(folosind acuarele pe bază de apă).
Aprinde lumânarea și pune deasupra ei cilindrul (vezi imaginea).
Observă fenomenul. De ce se stinge flacăra după un timp?
Concluzie: Aerul întreține arderea, datorită prezenței oxigenului.
Lumânarea arde (fenomen chimic) până se consumă oxigenul din cilindru.
După ce vei studia reacțiile chimice (la chimie) și presiunea (la fizică), vei putea explica de ce urcă apa în cilindru.
Experiment
Observă diagrama alăturată, pentru a stabili compoziția
aerului.
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 39
II
Analizează imaginile pentru a descoperi importanța aerului:
• întreținerea vieții;
• arderea combustibililor;
• menținerea temperaturii Planetei,
protejarea acesteia
împotriva radiațiilor
solare (o parte din radiații sunt reflectate).
Aerul poluat are compoziția schimbată. În aerul poluat există: particule solide fine, compuși
gazoși ai azotului și sulfului, iar concentrația dioxidului de carbon este crescută.
Poluarea aerului
Analizează imaginile alăturate.
Răspunde la întrebări:
• De ce fetița din imaginea 1 nu
respiră normal?
• Ce poți spune despre calitatea
aerului?
Concluzie: Aerul este impurificat cu substanțe dăunătoare vieții.
Substanțele care poluează aerul se numesc substanțe poluante.
Substanțe naturale Substanțe poluante Substanțe artificiale
• din emanațiile vulcanice (compuși ai sulfului);
• din descompunerea resturilor vegetale și
animale (compuși ai azotului, dioxid de carbon).
• gaze rezultate în urma arderii combustibililor
(compuși ai carbonului, azotului sau sulfului);
• gaze rezultate în urma proceselor industriale;
• pesticide, ierbicide.
1 2
Consecințele poluării aerului
Ploile acide sunt rezultatul prezenței unor compuși cu azot și sulf în aer.
Efectul de seră constă în creșterea temperaturii
medii la nivelul solului ca urmare a creșterii concentrației dioxidului de carbon în aer. Consecința ploilor acide Efectul de seră
Arderea substanțelor chimice este un fenomen chimic care are loc în prezența aerului (azotul nu
întreține arderea, doar oxigenul întreține arderea).
Poluarea aerului reprezintă impurificarea acestuia cu substanțe dăunătoare vieții.
De reținut
40 Unitatea II – Substanțe. Amestecuri de substanțe
II
2.5. Apa
2.5.1. Apa în natură
Explică de ce Pământul se mai numește și „Planeta albastră”?
Culoarea albastră se datorează prezenței apei din hidrosferă, atmosferă etc. Apa absoarbe culorile portocaliu și roșu din compoziția luminii albe, iar lumina reflectată fără aceste culori pare mai
albastră.
Hidrosfera (învelișul de apă al Pământului) este formată din
oceane, mări, lacuri, râuri, ape subterane, ghețari și reprezintă
70,8% din suprafața totală a planetei noastre.
Din toată apa existentă pe Pământ, doar 3% se găsește sub formă de apă dulce. Resursele de apă dulce
ale Planetei sunt constituite din ghețari, ape subterane și alte surse (lacuri, atmosferă, sol), după cum poți
observa în imaginea de mai jos. Atmosfera conține 0,001% din cantitatea totală de apă a Terrei.
Analizează imaginea și identifică stările de agregare ale
apei în natură.
Care sunt sursele de apă.
Ce condiții de calitate trebuie să îndeplinească apa
potabilă.
Care sunt utilizările apei distilate.
Ce rol are apa în organism.
Care sunt efectele poluării apelor.
Apa se găsește în natură în
toate cele trei stări de agregare:
solidă, lichidă și gazoasă.
Ce știu? Ce voi afla?
2.5.2. Apa potabilă
Apa este o resursă naturală, regenerabilă, fără de care nu ar putea exista viață pe Pământ. Nu toată apa
este bună de băut.
Analizează imaginile notate cu cifrele 1 și 2 și
răspunde la întrebări:
• Din care pahar poți consuma apă și de ce?
• Ce calități are apa din paharul 2? 1 2
Observi că în paharul din imaginea 1 apa are impurități. Apa din paharul din imaginea 2 este limpede.
Apa potabilă trebuie să aibă următoarele calități: gust plăcut, fără miros, incoloră, să nu conțină substanțe cu acțiune nocivă, bacterii sau paraziți.
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 41
II
2.5.3. Apa distilată
În laborator, pentru dizolvarea substanțelor chimice nu se folosește apă
potabilă, ci apă pură.
Apa pură din punct de vedere chimic se numește apă distilată.
Activitate individuală
Copiază pe caiet utilizările de mai jos ale apei distilate.
Documentează-te și enumeră alte utilizări:
• în laborator, la dizolvarea substanțelor (bun dizolvant);
• la prepararea serului fiziologic (medicină);
• la umplerea rezervorului fierului de călcat cu aburi.
2.5.4. Rolul apei în organism
Analizează imaginea alăturată.
Este important să bem apă?
Care este rolul apei în organism?
Apa este componenta principală a tuturor țesuturilor și organelor.
Lacrimile, saliva și transpirația conțin, de asemenea, apă.
Rinichii folosesc apa din organism pentru eliminarea reziduurilor.
√ Cantitatea de apă din organismul uman variază între 55 și 70%.
√ Necesarul zilnic de apă (nivelul de hidratare) depinde de o serie de factori, dintre care cei mai importanți sunt: efortul depus și clima.
√ Pentru majoritatea oamenilor, trei zile este limita de supraviețuire fără apă.
Pentru curioși
2.5.5. Poluarea apei
În urma activităților umane din industrie, agricultură, gospodărie etc. sau a unor procese naturale
(erupții vulcanice, tsunami, alunecări de teren, inundații), apa își modifică compoziția, devenind poluată.
Poluare radioactivă
(deșeuri radioactive de
la centrale nucleare)
Poluare chimică
(metale, îngrășăminte
chimice, pesticide,
erbicide)
Poluare biologică
(bacterii, paraziți)
Poluare fizică
(materiale plastice,
deșeuri menajere)
42 Unitatea II – Substanțe. Amestecuri de substanțe
II
Consecințele poluării apelor:
• asupra mediului:
– posibilitatea contaminării chimice a animalelor acvatice;
– contaminarea bacteriologică sau chimică și radioactivă a legumelor, a fructelor sau a zarzavaturilor.
• asupra sănătății:
– unele boli din organism sunt cauzate de faptul că oamenii nu beau suficientă apă sau apa băută nu provine din surse controlate (conține substanțe toxice,
reziduuri petroliere, paraziți, bacterii, metale grele
etc.)
! Grija pentru menținerea calității apei, a aerului și a
solului este un act de responsabilitate față de noi înșine,
dar și față de generațiile următoare.
Documentează-te și interpretează semnele de avertizare din figura de mai sus.
Apa este esențială pentru existența vieții pe Pământ.
Principalele surse de apă sunt hidrosfera și atmosfera.
Apa potabilă trebuie să fie incoloră, să aibă gust plăcut, fără miros, curată din punct de vedere chimic și biologic.
Apa distilată este cel mai utilizat solvent în laboratoare.
Protecția apelor are ca obiectiv menținerea și ameliorarea calității acestora, în scopul evitării unor
efecte negative asupra mediului, a sănătății umane și a bunurilor materiale.
De reținut
1 Proiect: Vizitează împreună cu colegii și profesorul de chimie sursele de apă din zona în care
locuiești. Identifică care sunt factorii poluanți ai apelor. Realizează, în echipă cu trei colegi, un
proiect cu tema „Metode de prevenire a poluării apei”. Prezintă proiectul în cadrul orei de chimie.
Folosește ca surse de informare lucrări de specialitate, enciclopedii virtuale etc.
Proiectul trebuie să respecte următorul plan:
identificarea principalelor surse de apă;
identificarea factorilor poluanți;
efectele poluanților asupra apelor;
modalități de prevenire a poluării apei.
2 Formează o echipă cu câțiva colegi și realizează o machetă în care să reprezinți agenții poluanți
care pot afecta apele din zona în care locuiești. (Indicație: folosește polistiren, pal, materiale plastice, doze din aluminiu, plastilină, hârtie, bețișoare etc.)
Aplică ce ai învățat!
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 43
II
2.6. Soluții apoase. Dizolvarea
Folosim zilnic diverse amestecuri omogene, adăugând în apă substanțe precum zahărul, sarea,
oțetul etc. Ce fenomene au loc?
Se obține un amestec omogen printr-un fenomen fizic. Același fenomen are loc și la adăugarea altor
substanțe în apă.
Într-un pahar Berzelius cu apă distilată, adaugă câteva cristale de
colorant alimentar solid.
Ce observi?
Explică ce tip de amestec se obține și ce fenomen are loc.
Ce este dizolvarea.
Ce sunt soluțiile apoase.
În natură, substanțele se găsesc sub formă de amestecuri.
Amestecurile pot fi omogene sau eterogene.
În amestec substanțele își păstrează proprietățile.
Dizolvarea este fenomenul fizic în urma căruia o substanță oarecare (solidă, lichidă sau gazoasă) se
răspândește uniform printre particulele altei substanțe, rezultând un amestec omogen.
Ce știu? Ce voi afla?
În cinci eprubete notate 1, 2, 3, 4, 5, introdu câte un vârf de spatulă de sare de bucătărie, zahăr,
cretă, piatră vânătă și 2 mL de ulei. Adaugă volume egale de apă în fiecare eprubetă. Agită și observă
ce ai obținut. Completează tabelul pe caiet:
Număr eprubetă 1 2 3 4 5
Tip amestec
Experiment
Experiment
Soluția este amestecul omogen de substanțe obținut în urma dizolvării.
Concluzie: Sarea, zahărul și piatra vânătă se dizolvă în apă formând amestecuri omogene.
Creta și uleiul nu se dizolvă în apă. Amestecurile obținute în eprubetele respective sunt eterogene.
44 Unitatea II – Substanțe. Amestecuri de substanțe
II
Cei mai cunoscuți dizolvanți (solvenți) sunt: apa, alcoolul, eterul, benzina, acetona.
Cel mai utilizat dizolvant este apa. Soluțiile astfel obținute se numesc soluții apoase.
Soluție
Soluția este
formată din:
Dizolvat (solvat, solut) –
substanța care se dizolvă.
Ex.: zahăr, sare, piatră
vânătă
Dizolvant (solvent) –
substanța în care se
produce dizolvarea. Ex.: apă
În viața de zi cu zi, folosim o multitudine de soluții apoase, după cum observi în exemplele date:
Aplică ce ai învățat!
Ser fiziologic Limonadă
Alcool
sanitar Saramură Lapte de var Lac de unghii
Analizează imaginile, documentează-te și identifică soluțiile apoase. Completează pe caiet un tabel
după modelul alăturat.
Experiment
5 g sare
soluție
sare
550 g 550 g
50 g apă
dizolvare
Soluție Solvent
(dizolvant)
Solut
(dizolvat)
Prepararea unei soluții
Mod de lucru: Într-un cristalizor cântărește 5 g sare de
bucătărie.
Măsoară 50 mL apă distilată cu cilindrul gradat și adaugă în
paharul Berzelius.
Pune pe aceeași balanță cristalizorul cu sarea și paharul Berzelius cu apa și bagheta. Citește masa totală.
Adaugă sarea în paharul Berzelius, apoi agită cu o baghetă.
Pune cristalizorul fără sare pe balanță, alături de paharul cu
soluție și citește masa.
Compară masa amestecului obținut cu masele substanțelor folosite.
Concluzie: Masa totală de sare și apă înaintea dizolvării este egală cu masa soluției obținute prin
dizolvare.
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 45
II
Aplică ce ai învățat!
Experiment
1 Ce se întâmplă dacă încălzești soluția obținută în experimentul
anterior? Ce fenomen are loc?
2 Ce masă va avea soluția obținută prin:
a) dizolvarea a 20 g sare în 80 g apă;
b) dizolvarea a 20 g sare și 40 g zahăr în 240 g apă;
c) dizolvarea a 8 g piatră vânătă în 82 mL apă (ρapă = 1g/mL)
Aplică ce ai învățat!
Factorii care influențează dizolvarea
Cum poți grăbi dizolvarea unei substanțe în apă în vederea obținerii unei soluții?
Descoperă realizând experimentele de mai jos.
Materiale Mod de lucru Observații Concluzie
– pahare
Berzelius;
– spatulă;
– baghetă;
– spirtieră;
– sită;
– trepied;
– cilindru
gradat;
– apă distilată;
– zahăr cristale;
– zahăr pudră;
– termometru;
– cronometru.
Activitatea 1
În două pahare Berzelius se adaugă câte 100 mL apă
distilată.
În primul pahar se adaugă 5 g de zahăr cristale.
În al doilea pahar se adaugă 5 g de zahăr pudră.
Agită în ambele pahare.
Compară timpul de dizolvare în cele două pahare.
Cum influențează suprafața de contact dizolvarea?
Activitatea 2
În două pahare Berzelius se adaugă câte 100 mL apă
distilată, la temperatura camerei.
Primul pahar se încălzește, la flacăra unei
spirtiere, la 50 °C.
Se introduc, în același timp, în ambele pahare, câte
5 g de zahăr pudră. Compară timpul de dizolvare a
zahărului în cele două pahare.
Cum influențează temperatura dizolvarea?
Activitatea 3
În două pahare Berzelius se adaugă câte
100 mL apă distilată și câte 5 g de zahăr pulbere.
În primul pahar se agită conținutul, cu ajutorul unei
baghete, până la dizolvarea completă.
Compară timpul de dizolvare a zahărului în cele două
pahare.
Ce observi?
Cum influențează agitarea dizolvarea?
Se dizolvă mai
repede zahărul
pudră.
Zahărul se
dizolvă mai
repede în apă
caldă.
Zahărul se
dizolvă mai
repede dacă
agităm amestecul.
Dizolvarea are loc
mai repede dacă
dizolvatul are
un grad mare de
fărâmițare.
Dizolvarea are
loc mai repede la
temperaturi mari.
Dizolvarea are loc
mai repede dacă
se agită componenții amestecului.
46 Unitatea II – Substanțe. Amestecuri de substanțe
II
Deduci:
Dizolvarea aceleiași mase de substanță în același volum de apă are loc cu atât mai repede, cu cât:
– suprafața de contact este mai mare (dimensiunea particulelor este mai mică);
– agitarea componenților este mai pronunțată;
– temperatura amestecului este mai ridicată.
Factorii care influențează dizolvarea substanțelor solide în apă sunt: dimensiunea particulelor,
temperatura și agitarea componentelor.
Dizolvarea este un fenomen fizic prin care se obțin soluțiile.
Dizolvarea se produce mai rapid, dacă:
– se folosește o substanță cu un grad de mărunțire ridicat;
– se agită componenții;
– crește temperatura.
Substanțele dintr-o soluție sunt: solventul (dizolvant) și solvatul (dizolvat).
Prin dizolvare masele componente se conservă.
Componenții soluției își păstrează proprietățile fizice și chimice și se pot separa.
De reținut
1 Se dau următoarele afirmații. Notează cu
A afirmațiile adevărate și cu F afirmațiile
false.
a) Soda de rufe cristale se dizolvă mai repede
în apă dacă este agitată.
b) Zahărul se dizolvă mai repede în ceaiul
rece.
c) Într-o soluție componenții nu își păstrează
proprietățile.
2 Care este solventul și care este solvatul
pentru următoarele soluții? Completează,
pe caiet, tabelul de mai jos.
Soluție Solvent Solvat
35 g alcool și 65 g apă
Apă și piatră vânătă
Sodă de rufe și apă
Iod și alcool
Aspirină și apă
3 Se dau trei balanțe notate cu a, b și c, care
afișează masele cântărite înainte și după dizolvare. Completează afișajul balanței b în așa fel încât să se aplice conservarea masei.
a b c
sare
apă soluție
18 g g 90 g
dizolvare
4 În gospodărie folosim diferite soluții în
activitățile casnice.
Identifică cinci soluții folosite în gospodărie
și completează, pe caiet, tabelul de mai jos.
Nr.
crt.
Soluție Solvent Solvat
Aplică ce ai învățat!
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 47

Pagina 47.

2.7. Concentrația procentuală a soluțiilor

Ce știu?

Soluția apoasă este un amestec omogen, obținut prin dizolvarea unei substanțe (numită dizolvat sau solvat) în apă (numită solvent sau dizolvant).

Ce voi afla?

Cum aleg solvatul pentru a prepara o soluție apoasă.
Ce este solubilitatea.
Prin ce se deosebesc soluțiile.
Ce este concentrația procentuală de masă.
Cum calculez concentrația procentuală de masă pentru diferite soluții.
Cum prepar o soluție de o anumită concentrație.
Ce metode folosesc pentru diluarea sau concentrarea unei soluții.

2.7.1. Clasificarea soluțiilor apoase

Ți-ai pătat tricoul cu suc sau cu ulei.
Cum scoți petele de pe materialele textile având la dispoziție apă și benzină?
Concluzie: Nu toate substanțele sunt solubile în apă. Pata de suc se îndepărtează cu apă, iar pata de grăsime, cu benzină.

Proprietatea unei substanțe de a se dizolva într-un anumit solvent (dizolvant) se numește solubilitate.

Experimente

1. În cinci eprubete notate cu 1, 2, 3, 4, 5, pune:
zahăr, cretă, piatră vânătă, pilitură de fier și aspirină. Adaugă volume egale de apă în fiecare eprubetă. Agită.
Observă fenomenul.
Concluzie: Solubilitatea substanțelor în apă este diferită: zahărul și piatra vânătă se dizolvă în apă ușor, aspirina, creta și fierul nu se dizolvă în apă.
După solubilitatea în apă substanțele se împart în:
• ușor solubile (de exemplu: sare de bucătărie, zahăr, piatră vânătă);
• puțin solubile (de exemplu: var stins);
• insolubile (de exemplu: ulei, fier, cretă, cărbune, benzină etc.).

2. Prepară amestecuri din sare de bucătărie și apă în patru pahare Erlenmeyer, folosind masele de dizolvat și dizolvant din
tabel. Folosește apă încălzită la 20 °C.
Ce tipuri de amestecuri ai obținut?
Concluzie: Într-o masă de apă, la o anumită temperatură, nu se poate dizolva orice masă de solvat.

Solubilitatea depinde de natura dizolvantului și de natura dizolvatului.
Ce știu? Ce voi afla?

Amestec 1.
m, sare 8 g.
m, apă 100 g.
tip amestec.

Amestec 2.
28 g.
100 g.

Amestec 3.
36 g.
100 g.

Amestec 4.
50 g.
100 g.

Pagina 48

Unitatea II – Substanțe. Amestecuri de substanțe
II
Consultați Anexa 1 și identificați care dintre soluțiile preparate este soluție saturată? Cum se pot transforma și celelalte soluții în soluții saturate?
Concluzii:
• Soluția care conține masa maximă de solvat care poate fi dizolvată într-un anumit volum, la o anumită temperatură, se numește soluție saturată.
• Soluția care poate dizolva o nouă masă de substanță până la saturație se numește soluție nesaturată.
• Prin evaporarea apei, o soluție nesaturată poate deveni saturată.
Clasificați soluțiile preparate după masa dizolvatului.
În funcție de masa de substanță dizolvată, soluțiile pot fi:
Pentru a deosebi mai multe soluții diluate sau concentrate, având aceleași componente, folosim o
mărime specifică soluțiilor numită concentrație. Aceasta reprezintă o relație cantitativă între dizolvat și
soluție. Se poate exprima în mai multe moduri.
Concentrația exprimată sub formă de procente de masă se numește concentrație procentuală de
masă (sau masică).

Pagina 48

Cantitativ, solubilitatea reprezintă masa maximă de substanță dizolvată în 100 g de solvent (dizolvant), la o anumită temperatură. Soluția astfel obținută este o soluție saturată.
soluții
saturate – conțin masa maximă de dizolvat la o temperatură dată (egală cu
solubilitatea).
nesaturate
diluate – conțin o masă mică de dizolvat.
concentrate – conțin o masă mare de dizolvat.
Pentru prepararea unei soluții apoase, se aleg ca solvați substanțele solubile în apă.
Proprietatea unei substanțe de a se dizolva într-un anumit solvent se numește solubilitate.
Masa solvatului nu trebuie să depășească solubilitatea acestuia la o temperatură dată. Altfel se
obține un amestec eterogen.
Soluțiile concentrate conțin o masă mare de solvat într-o anumită masă de soluție.
Soluțiile diluate conțin o masă mică de solvat și o masă mult mai mare de apă.
De reținut
1 Se dau următoarele afirmații. Notează pe caiet cu A afirmațiile adevărate și cu F afirmațiile false.
a) Solubilitatea este o mărime fizică nemăsurabilă.
b) Fierul nu se dizolvă în apă.
c) Soluția concentrată este soluția care conține o masă mică de solvat.
Aplică ce ai învățat!
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 49
II
Cum putem afla cât de concentrată sau de diluată este o soluție?
Pentru a putea deosebi două sau mai multe soluții, trebuie stabilită o relație cantitativă între dizolvat
(solvat) și soluție. Această relație se exprimă în procente de masă.
Exemplu:
Soluția de sare de concentrație 25% arată că 25 g sare se găsesc în 100 g soluție.
Cele 100 g soluție se obțin prin dizolvarea a 25 g sare în 75 g apă.
Analizează exemplul de mai sus și stabilește:
a. Ce mase de zahăr și apă trebuie amestecate pentru a obține 100 g soluție cu concentrația 15%?
b. Ce mase de solvat (dizolvat) și solvent (dizolvant) sunt necesare pentru a obține 100 g soluție de
concentrație 8%?

2.7.2. Concentrația procentuală de masă
Concentrație în procente de masă (c%) reprezintă masa de substanță dizolvată în 100 g de soluție.
Pentru a stabili relația matematică de calcul a
concentrației, notăm:
md – masa substanței dizolvate (dizolvat/solvat)(g);
ms – masa soluției (g);
dar ms = md + mapă;
c% – concentrația procentuală de masă.
Calculează concentrația unei soluții care conține.
18 g sare dizolvată în 72 g apă.
md = 18 g;
mapă = 72 g;
ms = 18 + 72 = 90 g soluție;
dacă în 90 g soluție ................. se găsesc 18 g sare
în 100 g soluție ................. c
c = 20%
Generalizează și descoperă relația matematică
de calcul a concentrației procentuale:
dacă în ms g soluție ......... se găsesc md g
substanță dizolvată
în 100 g soluție ......... c
c =
md
ms
· 100 c =
md
ms + mapă
· 100
2 În care dintre cele două pahare din imaginea alăturată se află o
soluție de concentrație mai mare?
3 Completează pe caiet tabelul de mai jos, analizând Anexa 1 de
la sfârșitul manualului privind solubilitatea unor substanțe în
apă: sodă caustică, sodă de rufe, sare de bucătărie (clorură de
natriu), var stins (hidroxid de calciu), cretă (carbonat de calciu), mercur (Hg).
Nr.
crt.
Substanța
chimică
Solubilitate
> 10 g
Solubilitate
< 1 g
Solubilitate
< 0,01 g Insolubile
4 Aranjează substanțele de la punctul 3 în ordinea crescătoare a solubilității în apă.
a b
50 Unitatea II – Substanțe. Amestecuri de substanțe
II
În cele mai simple probleme, întâlnim trei situații, prezentate în următorul tabel:
CAZUL I CAZUL II CAZUL III
Mărimi cunoscute md și ms c și md c și ms
Mărimi necunoscute c ms md
Calculul necunoscutei c = md
ms
· 100 ms = md
c
· 100 md = ms · c
100
1. Determinarea concentrației procentuale de masă a unei soluții când se cunosc masa dizolvatului și masa apei.
Enunțul
problemei Date și cerințe Experiment Rezolvarea problemei
Maria dizolvă 30 g
sare în 90 g apă?
Ce concentrație
va avea soluția
obținută?
md = 30 g
mapă = 90 g
c = ? 30 g sare 90 g apă
? %
ms = md + mapă = 30 g + 90 g = 120 g sol.
în 120 g sol ...................... 30 g sare
în 100 g sol ...................... c g sare
120
100 = 30
x
; x = 30 · 100
120 = 25 g sare
c = 25%
Gândesc altfel:
c = md
ms
· 100;
c = 30
120
· 100= 25%
2. Determinarea masei de soluție când se cunosc masa de substanță dizolvată și concentrația.
Enunțul
problemei Date și cerințe Experiment Rezolvarea problemei
Victor dorește
să obțină o soluție
de alcool de
concentrație 15%.
El are la dispoziție
30 g alcool și apă.
Ce masă de soluție
poate obține?
Ce masă de apă
folosește?
c = 15%
md = 30 g alcool
ms = ?
mapă = ?
30 g alcool ? g apă
15%
? g sol.
alcool
în 100 g sol ...................... 15 g alcool
în x g sol ......................... 30 g alcool
100
x = 15
30 ; x = 30 · 100
15 = 200 g sol.
alcool
mapă = ms – md = 200 – 30 = 170 g apă
Gândesc altfel:
ms = md
c
· 100; ms = 30
15 ·100;
ms = 200 g sol. alcool
mapă = ms – md = 200 – 30 = 170 g apă
În rezolvarea problemelor care implică concentrație procentuală, trebuie să respecți următoarele
etape: 1. Citește cu atenție enunțul problemei.
2. Stabilește datele și cerințele problemei. Nu confunda md cu ms!
3. Aplică relațiile matematice sau regula de trei simplă pentru rezolvarea cerinței.
4. Interpretează rezultatul obținut.
Pentru înțelegerea modului de rezolvare a problemelor cu concentrație procentuală masică, rezolvăm și experimentăm împreună cele trei cazuri prezentate.
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 51
II
3. Determinarea masei de substanță dizolvată când se cunosc masa soluției și concentrația acesteia.
Enunțul
problemei Date și cerințe Experiment Rezolvarea problemei
Silvia a preparat
500 g soluție de
zahăr de concentrație 25%.
Ce masă de zahăr
a folosit?
Ce masă de apă
a fost necesară?
ms = 500 g
c = 25%
md = ?
mapă = ?
? g zahăr ? g apă
25%
500 g sol.
zahăr
în 100 g sol ...................... 25 g zahăr
în 500 g sol ....................... x g zahăr
100
500 = 25
x
; x = 25 · 500
100 = 125 g zahăr
mapă = ms – md = 500 – 125 = 375 g apă
Gândesc altfel:
c = md
ms
· 100; md = c · ms
100 ;
md = 25 · 500
100 = 125 g zahăr
mapă = ms – md = 500 – 125 = 375 g apă
√ În practică, se utilizează frecvent volumul de soluție. Pentru aflarea masei de soluție, este necesară
cunoașterea densității acesteia (ρ).
Pentru curioși
Vsoluție = masa soluție
densitate soluție (cm3 ρ = ) masa soluție
volum soluție (g/cm3
) ρapă = 1g/cm3
= 1000 kg/m3
Concentrația în procente de
masă reprezintă masa de
substanță dizolvată în 100 g
de soluție.
De reținut
c =
md
ms
· 100
1 Care dintre soluțiile date are concentrația mai mare?
a) 10 g zahăr + 150 g apă; b) 20 g zahăr + 300 g apă; c) 30 g zahăr + 450 g apă.
2 Efectuați calculele necesare și completați tabelul cu valorile corespunzătoare.
Nr. crt. ms(g) md(g) mapă Concentrația
soluției c
1 800 15%
2 100 40
3 25 225
4 60 12%
5 320 20%
Aplică ce ai învățat!
md – masa substanței dizolvate;
ms – masa soluției (g);
ms = md + mapă
52 Unitatea II – Substanțe. Amestecuri de substanțe
II
3 Prin dizolvarea a 40 g sare de bucătărie în apă, se obțin 200 g soluție. Ce concentrație procentuală are soluția obținută?
4 Ce masă de sodă caustică este dizolvată în 300 g de soluție de concentrație 32%?
5 Ce masă de soluție de concentrație 15% se obține prin dizolvarea a 30 g zahăr în apă?
6 Ce masă de var stins se găsește în 250 g soluție apă de var cu concentrația 4%?
7 Determină concentrația soluției obținute prin dizolvarea a 120 g sare de bucătarie cu puritatea
90% în 392 g apă dacă impuritățile nu sunt solubile.
2.7.3. Prepararea unor soluții de concentrații diferite
Cum poți concentra și cum poți dilua corect o soluție?
Activitate de grup
1. Preparați 300 g soluție sare de bucătărie de concentrație 20%.
Materiale: pahare Berzelius, cilindru gradat, balanță, baghetă, apă, sare de bucătărie.
Folosind trei pahare diferite, împărțiți soluția preparată în trei părți egale.
Adăugați: în paharul 1 – 14 g sare de bucătărie
în paharul 2 – 150 mL apă
în paharul 3 – 150 g soluție de concentrație
40% (preparată)
Calculați concentrația procentuală pentru fiecare dintre
cele trei soluții obținute (soluții finale).
Completați tabelul pe caiet și comparați rezultatele obținute cu valorile din tabel:
60 g sare
14 g sare
150 g apă 150 g
sol. 40 % md1 = 20 g sare
ms1 = 100 g sol.
c1 = 20%
md1 = 20 g sare
ms1 = 100 g sol.
c1 = 20%
md1 = 20 g sare
ms1 = 100 g sol.
c1 = 20%
md2 = 60 g sare
ms2 = 150 g sol.
c2 = 40%
cf = ? cf = ? cf = ?
240 g apă
300 sol sare
c = 20%
(1) (2) (3)
Concluzii:
• În paharele 1 și 3, s-au obținut soluții cu concentrații mai mari decât concentrația soluției inițiale.
• În paharul 2, s-a obținut o soluție cu concentrația mai mică decât concentrația soluției inițiale.
Paharul 1 Paharul 2 Paharul 3
mdf
msf
c f% 29,82% 8% 32%
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 53
II
Calculați masa de apă care trebuie evaporată din 400 g soluție de sare de concentrație 25% pentru a i
se dubla concentrația.
Rezolvare:
ms1 = 400 g sol.
c1 = 25%
cfinal =50%
mapă evaporată = ?
1) md1= ms1 · c1
100 = 400 · 25
100 = 100 g sare;
2) mapă1 = ms1 – md1 = 400 –100 = 300 g apă
3) md1 = mdf =100 g sare;
4) msf = md1 · 100
cf
= 100
50 x 100 = 200 g sol.;
5) mapăf = msf – md1 = 200 – 100 = 100 g apă
în sol. finală;
6) mapă evaporată = mapă1 – mapăf = 300 – 100 =
= 200 g apă evaporată.
Concluzie: Prin evaporarea unei părți din solvent, soluția se concentrează.
O soluție se poate concentra prin:
– adăugare de solvat;
– îndepărtarea prin evaporare a unei mase de
apă din soluție;
– adăugarea unei soluții de același tip cu concentrație mai mare.
O soluție se poate dilua prin:
– adăugare de apă;
– adăugarea unei soluții de același tip,
mai diluată.
De reținut
100
200
300
ms1 = 400 g sol.
c1 = 25%
100
200
300
200 g apă
1 Dacă în 100 g soluție sare de bucătărie cu concentrația 6% se adaugă 10 g sare, ce concentrație
va avea soluția obținută?
2 Calculează concentrația procentuală a 300 g soluție, dacă prin evaporarea apei se obțin 30 g de sare.
3 Se amestecă 50 g soluție de zahăr de concentrație 20% cu 100 g soluție de sirop de concentrație
50%. Calculează ce concentrație procentuală va avea soluția de sirop rezultată?
4 Ce masă de sodă caustică trebuie adăugată în 200 g soluție sodă caustică 10%, pentru a-i dubla
concentrația?
a) 10 g; b) 40 g; c) 37,5 g; d) 25 g.
5 O soluție cu concentrația de 10% conține 30 g piatră vânătă. Ce masă de apă trebuie să se evapore pentru ca soluția să-și dubleze concentrația?
6 Se amestecă 300 g soluție oțet de concentrație 10% cu 150 g soluție oțet de concentrație 30%.
Calculează concentrația procentuală a soluției rezultate.
7 Calculează masa de apă necesară pentru a dilua 100 g soluție de sodă caustică de concentrație
20% până la o concentrație de 10%.
Aplică ce ai învățat!
54 Unitatea II – Substanțe. Amestecuri de substanțe
II
Test autoevaluare
Timp de lucru: 50 de minute.
Rezolvă pe caiet sarcinile de mai jos. După rezolvarea acestora, compară rezultatele cu cele aflate la sfârșitul manualui, pentru a-ți calcula punctajul obținut.
Folosește Anexa 1 de la sfârșitul manualului pentru rezolvarea testului.
Succes!
Nr.
item Enunț Punctaj Punctaj
realizat
I Pentru a completa spațiile libere din enunțurile de mai jos, alege cuvintele potrivite din următorul șir: particulelor, pâlnie de separare, temperatură, masa, densitate,
soluție, diluate, masice, agitarea, concentrate.
a) ... de substanță dizolvată în 100 g de ... reprezintă concentrația în procente ... .
b) Soluțiile ... conțin o masă mică de substanță dizolvată, iar soluțiile ... conțin o
masă mare de substanță dizolvată.
c) Pentru a separa un amestec de apă și ulei, se folosește ... ... ... , iar metoda se
bazează pe diferența de ... a componentelor.
d) Dizolvarea substanțelor solide în apă depinde de: gradul de fărâmițare ..., ... și
... componentelor.
1 p
II Asociază cuvintele din coloana A cu cele corespunzătoare din coloana B, astfel
încât să reprezinte adevăruri.
A B
1) apă distilată a) soluție saturată
2) aer b) amestec eterogen
3) gheață cu apă c) substanță pură
4) 36 g sare de bucătărie/100 g apă d) amestec omogen
1 p
III Indică metodele folosite, în ordinea aplicării lor, pentru separarea componenților
din următoarele amestecuri:
a) apă, sare și pulbere de cărbune;
b) apă, alcool și pietriș.
Pentru fiecare metodă de separare indică o ustensilă de laborator folosită.
1,5 p
IV Calculează masa aerului conținut într-o minge cu volumul de 200 cm3
cunoscând
că densitatea aerului este de 1,29 g/L.
1,5 p
V Se dizolvă în 184 mL apă (ρ = 1g/mL) 20 g sare de bucătărie de puritate 80%.
Știind că impuritățile nu se dizolvă în apă, determină concentrația procentuală
masică a soluției obținute.
2 p
VI Lămâia are gust acru datorită acidului citric. Sucul de lămâie conține 6,5% acid
citric. Calculează:
a) Concentrația acidului din soluția obținută prin amestecarea a 60 g suc de lămâie cu 140 g apă.
b) Volumul de apă adăugat peste 300 g suc de lămâie pentru a obține o soluție
de 2%.
2 p
Din oficiu 1 p 1 p
Total 10 p
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 55
Unitatea III
Atomul
Unitatea IV
Tabelul Periodic
al elementelor
Unitatea V
Ioni și molecule
Unitatea VI
Substanțe chimice
Competențe specifice:
1.1, 1.2, 1.3, 2.1, 2.2, 2.3, 4.1, 4.2
Suntem formați din substanțe și suntem
înconjurați de substanțe.
Pentru a recunoaște substanțele și a înțelege
acțiunea lor asupra noastră și asupra mediului
în care trăim trebuie să știm din ce sunt formate,
ce proprietăți au și cum corelăm alcătuirea unei
substanțe cu proprietățile acesteia. Vei învăța să
identifici diferite tipuri de substanțe (metale,
nemetale, oxizi, acizi, baze, săruri) și vei afla
termeni noi: atom, ion, moleculă, element
chimic, valență, Tabel Periodic, pH.
ATOM. ELEMENT CHIMIC.
COMPUȘI CHIMICI
Chimie – Manual pentru clasa a VII-a 55
56 Unitatea III – Atomul
III
3.1. Structura atomului
În Grecia antică, în urmă cu 2400 de ani, filosoful Democrit a folosit termenul de atom pentru a desemna
cele mai mici părți dintr-un corp.
Atomos, în limba greacă, înseamnă indivizibil.
La acea vreme, se considera că toate corpurile erau formate din atomi de pământ, apă, aer, foc sau din
amestecuri ale acestora.
Întemeietorul teoriei atomiste moderne este considerat fizicianul și chimistul englez John Dalton. El a
demonstrat, în 1808, că substanțele sunt formate din particule indivizibile, neutre, care au mase diferite.
Observă o bucată de grafit (substanța din care sunt fabricate minele de creion).
În imaginile de mai jos, grafitul are diferite grade de fărâmițare.
Analizează imaginile pentru a înțelege alcătuirea unei substanțe.
Pentru a-ți face o idee despre dimensiunile atomilor, compară câteva dimensiuni în Univers:
Corpurile sunt formate din substanțe sau din amestecuri de substanțe.
Un corp este neutru din punct de vedere electric.
Ce știu?
Ce sunt atomii.
Din ce este format un atom.
Ce voi afla?
Calea Lactee
1021 m (diametru)
Pământul
107
m (diametru)
Sistemul Solar
1013 m (diametru)
Omul
1–2 m (înălțime)
Atomul
10–10 m (diametru)
Grafit Grafit mărunțit Pulbere de carbon Grafenă Atom de carbon
Atomul este cea mai mică particulă dintr-o substanță care nu poate fi divizat prin procedee chimice obișnuite.
√ Deși multă vreme atomii au fost considerați indivizibili, în anul 1909, fizicianul E. Rutherford a demonstrat printr-un experiment simplu că în atomi există o concentrare de sarcini pozitive. Spațiul
în care s-au găsit sarcinile pozitive a fost numit nucleu.
Pentru curioși
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 57
III
Sarcina electrică q este mărimea fizică ce caracterizează starea de electrizare a corpurilor. [q]S.I = C
(Coulomb). Sarcinile electrice pot fi pozitive (+) sau negative (–).
Pentru a descoperi particulele dintr-un atom corelează informațiile din schemă cu imaginea alăturată.
Protonii, neutronii și electronii sunt particule subatomice (mai mici decât atomul).
Particula Sarcina reală
(C)
Sarcina
relativă Masa reală (kg) Masa relativă Simbol
Proton +1,6 · 10–19 +1 1,67 · 10–27 1 p+
Neutron 0 0 1,67 · 10–27 1 n0
Electron –1,6 · 10–19 –1 9,1 · 10–31 1/1835
neglijabilă e–
Analizează imaginea următoare pentru a descoperi părțile componente ale atomului.
Atomul
Nucleul – partea
centrală a atomului,
alcătuit din particule
numite nucleoni
Protoni Neutroni
Învelișul
de electroni –
spațiul aflat în
jurul nucleului
Electroni
care gravitează
în jurul nucleului Particule pozitive p+ Particule neutre n0
Particule negative e–
Atom
Înveliș de electroni
electron
Nucleu
neutron
proton
Numărul de protoni din nucleul unui atom se notează cu Z și se numește număr atomic.
Numărul total de protoni și neutroni din nucleul unui atom se notează cu A și se numește
număr de masă.
Numărul de masă A nu trebuie confundat cu masa reală a atomului.
Analizând schema de mai sus, observi că în componența atomului intră atât particule pozitive (protoni), cât și particule negative (electroni).
Dar atomul este neutru din punct de vedere electric.
Deduci că numărul protonilor din nucleu este egal cu numărul electronilor din învelișul electronic.
Motivul pentru care protonii și neutronii se găsesc împreună în același spațiu (deși sunt doar particule
pozitive și neutre, iar cele pozitive ar trebui să se respingă) îl constituie existența unor forțe speciale între
nucleoni, numite forțe nucleare.
Între nucleu și electroni se manifestă forțe de atracție de intensitate mult mai mică.
58 Unitatea III – Atomul
III
Atomul este cea mai mică particulă dintr-o substanță.
Atomul este alcătuit din nucleu și înveliș electronic. În nucleu se găsesc protoni și neutroni.
Numărul atomic Z este egal cu numărul protonilor dintr-un atom.
Numărul de masă A este egal cu numărul de neutroni și protoni.
Nucleul este pozitiv din punct de vedere electric. Sarcina nucleară a unui atom este +Z.
Numărul de neutroni se calculează cu relația (A – Z).
Atomul este neutru din punct de vedere electric.
De reținut
Utilizând noile noțiuni învățate, completează tabelul de mai jos, cu referire la compoziția diferiților atomi.
Număr
atomic Z
Număr de
masă A
Număr de
protoni p+
Număr de
neutroni n0
Număr de
nucleoni
Sarcina
nucleară
Magneziu 12 12
Germaniu 32 73
Calciu 40 20
Sodiu 12 +11
Clor 17 35
Aplică ce ai învățat!
3.2.1. Element chimic. Simbol chimic. Izotopi
Analizează structura următorilor atomi și notează pe caiet, pentru fiecare, numărul nucleonilor. Ce observi?
Cei trei atomi au același număr de protoni (același număr atomic Z), dar număr diferit de neutroni
(număr de masă A diferit).
Atomul este format din nucleu și înveliș electronic.
În nucleu se găsesc protoni și neutroni.
Masa reală a unui atom este extrem de mică.
Ce știu?
Ce este un element chimic.
Ce sunt izotopii.
Ce este masa atomică.
Ce este molul de atomi.
Ce voi afla?
neutron
proton
electron
3.2. Element chimic
... p+ ..... n0 ... p+ ..... n0 ... p+ ..... n0
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 59
III
Simbolul chimic are o dublă semnificație:
a) Calitativă – reprezintă un anumit element
chimic;
b) Cantitativă – la scară atomică, reprezintă un
atom al elementului respectiv.
Exemple:
Mg a) elementul chimic magneziu
b) un atom de magneziu
3Cl a) elementul chimic clor
b) trei atomi de clor
5K a) ...
b) ...
În prezent, se cunosc 118 elemente chimice. Fiecare element are o denumire și o notație prescurtată.
Iată câteva exemple de elemente chimice. Descoperă notarea prescurtată. Ce observi?
Concluzie:
Notația prescurtată este formată din una sau două litere (notate cu roșu în exemplele de mai sus).
Elementul chimic reprezintă totalitatea atomilor cu același număr atomic Z.
Calciu Clor Seleniu Crom Carbon Sulf
Cobalt Siliciu Cesiu
Cadmiu
Stronțiu Cupru Staniu Stibiu
Simbolurile chimice se pot reține exersând scrierea lor. La sfârșitul manualului se găsește Anexa 2,
în care sunt scrise denumirile și simbolurile majorității elementelor descoperite până în prezent.
Observă că, în cazul unor elemente, simbolul
nu seamănă cu denumirea în limba română. Pentru aceste elemente, simbolul provine din denumirea elementului în limba latină.
Mercur Hg Hydrargirum
Sodiu Na Natrium
Potasiu K Kalium
Azot N Nitrogenium
Fosfor P Phosphorus
Simbolul chimic este litera sau grupul de litere cu care se notează în mod convențional un element
chimic.
Element Simbol
Aluminiu Al
Argint Ag
Argon Ar
Aur Au
Azot N
Element Simbol
Fluor F
Fier Fe
Franciu Fr
Fosfor P
Un element chimic cu simbolul E se notează prescurtat:
Z – numărul atomic
A – numărul de masă Z
A
E
Clorul se notează astfel: 17
35Cl
Ce valoare are numărul atomic Z?
Dar numărul de masă A?
2Cu a) ...
b) ...
Oxigenul se găsește răspândit sub forma unui amestec al următorilor atomi: 8
16O, 8
17O, 8
18O.
Scrie pe caiet numărul de protoni și numărul de neutroni din nucleul fiecărui atom de oxigen.
Ce asemănări și ce deosebiri observi între structurile nucleelor acestor atomi?
Concluzie: Cei trei atomi au același număr atomic Z, dar numărul de masă A diferit.
Izotopii sunt speciile de atomi cu același număr de protoni, dar cu număr diferit de neutroni.
60 Unitatea III – Atomul
III
1 Notează:
a) simbolurile elementelor: potasiu, azot,
fosfor, arsen, fluor, fier, calciu;
b) 4 atomi de azot, 9 atomi de neon, 3 atomi
de aluminiu;
c) denumirile elementelor: K, Rn, Hg, At, P, C,
Cl, Cu, Cr, Cs, Co.
2 Completați pe caiet tabelul:
Tipul
particulei 6
12C 6
13C 6
14C 53
125I 92
238U 3
8
Li 7
15N
p+
n0
e–
Aplică ce ai învățat!
√ Izotopii anumitor elemente, îndeosebi ai elementelor cu număr atomic mare, au nuclee instabile.
Aceștia se numesc izotopi radioactivi.
√ Izotopul 14C este un izotop radioactiv. Prezența
lui în materiile organice
stă la baza determinării
vârstei aproximative a
unui obiect vechi, prin
măsurarea conținutului
de carbon 14C.
Pentru curioși Portofoliu!
Întocmiți un referat cu titlul Importanța
practică a izotopilor.
Plan orientativ:
• Definiți și dați exemple de izotopi stabili
și radioactivi.
• Precizați utilizările izotopilor în domenii
de activitate ca: medicină, agricultură,
metalurgie și arheologie.
• Care sunt efectele acțiunii izotopilor radioactivi asupra sănătății oamenilor?
La finalizarea referatului, nu uitați să precizați bibliografia!
Un element chimic reprezintă totalitatea atomilor cu aceeași sarcină nucleară, deci același număr
atomic Z.
Simbolul chimic este litera sau grupul de litere cu care se notează în mod convențional un element chimic.
Izotopii sunt speciile de atomi ale aceluiași element chimic, cu același număr de protoni (deci,
aceeași sarcină nucleară), dar cu număr diferit de neutroni.
De reținut
3.2.2. Masa atomică relativă. Mol de atomi
Pentru a compara masele diferiților atomi, sunt prezentate alăturat două balanțe pe ale căror talere se pot
observa câteva modele de atomi. Analizează și interpretează imaginile.
Cei doi atomi de hidrogen au aceeași masă și echilibrează balanța, iar atomul de oxigen are masa mai mare
decât atomul de hidrogen.
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 61
III
Masa atomică relativă Ar este numărul care arată de câte ori masa unui atom este mai mare decât
unitatea atomică de masă. (o u.a.m. reprezintă a 12-a parte din masa izotopului 6
12C )
Masele reale ale atomilor, fiind foarte mici, sunt dificil de utilizat în calculele chimice. În locul lor, se utilizează masele atomice relative, adică masele atomilor raportate la unitatea atomică de masă (u.a.m.).
Ce observi? Ce poți spune despre valorile obținute?
Exemple: Masele atomice relative se găsesc în Anexa 2.
Analizând informațiile din Anexa 2 observă.
Element Simbol
Masa
atomică
relativă Ar
Ar
rotunjită
Sodiu Na 22,99 23
Sulf S 32,06 32
Aluminiu Al 26,982 27
Folosind caracteristicile particulelor subatomice prezentate în lecția Structura atomului, să calculăm
masa unui atom de 8
16O și a unui atom de 1
1
H.
Atomul de oxigen este alcătuit din 8p+, 8n0
și 8e–
. Masa acestuia se obține prin însumarea maselor particulelor componente.
mO = 8 · (1,67 · 10–27 + 1,67 · 10–27 + 9,1 · 10–31) ≈ 26,72 · 10–27 kg.
Atomul de hidrogen este alcătuit din 1p+ și 1e–
.
mH = 1,67 · 10–27 + 9,1 · 10–31 ≈ 1,67 · 10–27 kg
Masa atomică relativă a unui element chimic depinde de:
– masele atomice relative ale izotopilor săi,
– ponderea izotopilor în compoziția elementului
în natură.
Elementul clor este format din doi izotopi:
17
35Clîn proporție de 75,4%
17
37Clîn proporție de 24,6%.
Masa atomică relativă a elementului clor se calculează conform formulei:
Ar = 75,4
100
· 35 + 24,6
100 · 37 = 35,492 u.a.m.
Molul de atomi reprezintă cantitatea de substanță, care conține 6,022·1023 atomi. Se notează
cu litera grecească ν (niu). Masa unui mol de atomi
este egală cu masa atomică exprimată în grame.
Atenție! Masa și cantitatea de substanță sunt mărimi fizice fundamentale.
Mărimea fizică Simbol Unitate de măsură Simbol
masa m kilogram kg
cantitatea de substanță ν (niu) mol mol
Datorită faptului că sunt milioane de
atomi într-o cantitate extrem de mică dintr-o
substanță, pentru exprimarea cantității de
substanță este folosită unitatea de măsură fundamentală în S.I. numită mol.
Prin determinări experimentale exacte s-a
stabilit că un mol de atomi din orice element
chimic conține 6,022·1023 atomi. Acest număr
este numărul lui Avogadro.
1 mol
56 g Fe
6,022 · 1023
atomi de Fe
62 Unitatea III – Atomul
III
Probleme rezolvate:
1. Câți moli de atomi sunt cuprinși în 11,2 g de Fe? (ArFe = 56)
dacă 1 mol Fe .... cântărește 56 g
x moli Fe ............... vor cântări 11,2 g x = 11,2
56
= 0,2 moli Fe
2. Ce masă au 2 moli de Cu ? (ArCu = 64)
dacă 1 mol Cu ..... cântărește 64 g
2 moli Cu .............. vor cântări x g x =
2 · 64
1
= 128 g Cu
1 Câte grame reprezintă:
a) 2 moli de magneziu;
b) 0,1 moli de sulf.
2 Câți moli se găsesc în:
a) 2,7 g aluminiu;
b) 46 g sodiu.
3 Câți atomi și câți moli se găsesc
în 10 g de Ca?
4 Care este masa unui atom de Ag?
Aplică ce ai învățat!
Atenție! Rezultatele obținute în
aplicațiile alăturate conțin:
– valoare numerică (0,2 la ex. 1 și 128
la ex. 2);
– unitate de măsură (mol la ex. 1 și g
la ex. 2);
– substanța (Fe la ex. 1 și Cu la ex. 2).
3. Câți atomi se găsesc în 16 g S?
Ce știm?
1. 1 mol S cântărește 32 g S (ArS = 32)
2. Într-un mol de S se găsesc 6,022 · 1023 atomi
Trebuie să transformăm mai întâi masa (g) de sulf în moli
și apoi numărul de moli în număr de particule (atomi).
32 g S ................. 1 mol
16 g S ................. x moli x = 0,5 moli S
1 mol S .............. conține 6,022 · 1023 atomi S
0,5 moli S .......... conțin y atomi de S y = 3,011 · 1023 atomi S
5 Calculează și completează pe caiet spațiile libere din tabel:
Număr
de p+
Număr
de e–
Număr
de n0 Z Număr de
masă A m (g) Masa
atomică Ar
Număr
de atomi
Număr
de moli
11 12 4,6 23
13 27 0,1
35 29 1,28
6 Se amestecă 0,4 moli de fier cu 0,6 moli sulf. Care este masa amestecului?
Aplică ce ai învățat!
Masa atomică relativă Ar este numărul care ne arată de câte ori masa unui atom este mai mare
decât unitatea atomică de masă. În calcule se lucrează cu Ar rotunjită.
Molul de atomi reprezintă cantitatea de substanță care conține 6,022 · 1023 atomi și are masa
egală cu masa atomică relativă a atomului respectiv.
De reținut
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 63
III
În imaginile de mai jos sunt prezentate modelul planetar al atomului și Sistemul Solar. Ce asemănări
observi între cele două sisteme? Ce particule subatomice studiate recunoști?
În centrul Sistemului Solar se află Soarele,
iar în partea centrală a atomului este nucleul.
În nucleu se văd nucleonii strâns legați, iar în
jurul nucleului se observă alte particule care se
mișcă pe traiectorii, asemănător mișcării planetelor în jurul Soarelui. Aceste particule se numesc electroni.
Învelișul de electroni al atomului are structură
stratificată. Poate fi format din 7 straturi, numerotate de la nucleu către exterior cu cifre de la 1, 2, ..., 7
sau cu literele K, L, M, N, O, P, Q.
Într-un atom, electronii tind să ocupe pozițiile cele mai stabile, caracterizate de energia cea mai mică.
Energia straturilor crește de la nucleu către exterior. Aceasta este și ordinea de repartizare a electronilor
pe straturi.
Atomul este alcătuit din nucleu și înveliș de electroni.
Atomul este neutru din punct de vedere electric.
Ce știu?
Ce structură are învelișul
de electroni.
Ce voi afla?
3.3. Învelișul de electroni
Sistemul Solar Modelul planetar al atomului
Învelișul de electroni reprezintă totalitatea
electronilor care gravitează în jurul nucleului
unui atom.
Într-un atom, numărul protonilor este egal cu
numărul electronilor.
n = 1 2
K L M N O P Q
3 4 5 6 7
Atom
Înveliș de electroni
electron
Nucleu
neutron
proton
Determină numărul particulelor subatomice
pentru atomii: 12
24Mg , 19
39K .
Electronii realizează două tipuri de rotații:
– în jurul nucleului;
– în jurul propriilor axe.
Caracteristicile electronilor:
• Sarcina electrică q = –1,6 · 10–19 C
• Masa m = 9,1 · 10–31 kg (adică de aproximativ 1835 ori mai mică decât masa unui atom
de hidrogen)
• Simbol: e–
Știind că atomul este neutru din punct de vedere electric, deducem că:
E
64 Unitatea III – Atomul
III
Numărul maxim de electroni (Nmax) dintr-un strat n (n = 1,
2,…7) este dat de relația: Nmax = 2 · n2
Astfel:
– stratul 1(K) – 2 × 12
= maxim 2 e–
– stratul 2(L) – 2 × 22
= maxim 8 e–
– stratul 3(M) – 2 × 32
= maxim 18 e–
8
16O
electron
nucleu
strat
Structura electronică a 10
20Ne :
K – 2e–
,
L – 8e–
Repartiția
electronilor pe straturi: Ne
Structura electronică a
17
35Cl:
K – 2e–
,
L – 8e– ,
M – 7e–
Repartiția electronilor pe straturi:
Cl
Pentru elementele 2He, 7N, 11Na, repartizează electronii pe straturi, conform modelului de mai sus.
Observă câți electroni au atomii elementelor de mai sus pe ultimul strat.
Aplică ce ai învățat!
Doi electroni pe stratul 1(K) reprezintă o configurație stabilă (dublet)
Pe celelalte straturi (L-Q), configurația stabilă este de opt electroni (octet).
Atomul care are configurație stabilă pe ultimul strat este un atom stabil.
Elementele a căror atomi au structuri stabile pe ultimul strat sunt gazele rare.
Reprezintă structura electronică a atomilor elementelor 12
24Mg și 13
27Al . Ce observi? Există o deosebire
între cele două structuri?
După repartizarea electronilor pe straturi, observi că structurile atomilor celor două elemente succesive (Z = 12, Z = 13) se deosebesc printr-un electron aflat în ultimul strat. Acest electron se numește
electron distinctiv.
Pentru înțelegerea structurii atomului și a învelișului de electroni, accesează http://lectii-virtuale.ro/
http://www.ptable.com/.
Învelișul de electroni reprezintă totalitatea electronilor care gravitează în jurul nucleului. Acesta
are masă neglijabilă.
Numărul maxim de electroni (Nmax) din stratul n (n = 1, 2,…7) este dat de relația: Nmax = 2 · n2 .
Atomul este neutru din punct de vedere electric.
Structurile formate din doi electroni pe stratul 1(K) și din opt electroni în alte straturi sunt stabile
(structură stabilă de dublet și structură stabilă de octet).
De reținut
Un model de reprezentare a ocupării straturilor cu electroni este cel de mai jos, în care straturile sunt
cercuri concentrice, cu nucleul în centru:
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 65
III
I Alege varianta corectă:
1. Numărul maxim de electroni de pe stratul L este:
a) 8; b) 2; c) 18; d) 12.
2. Are configurație stabilă de dublet:
a) magneziu; b) sulf; c) heliu; d) calciu.
3. Atomul căruia îi lipsesc doi electroni pentru a avea configurație stabilă de octet pe stratul L:
a) este fosfor; b) are Z = 8; c) are 6n0
; d) are numărul de masă 31.
4. Un element chimic are Z = 5 și A = 11. Este adevărat că:
a) are structură stabilă; b) are 16e–
; c) are 11p+; d) are 3 electroni pe ultimul strat.
5. Energia straturilor electronice:
a) crește de la nucleu spre exterior; b) este aceeași pentru fiecare strat;
c) crește de la exterior spre nucleu; d) crește cu sarcina nucleară.
II Un element X are pe stratul M 5e–
. Care este numărul atomic al acestui element?
III Elementul cu numărul de masă 27 are 3e–
pe stratul M. Determinați numărul atomic Z și numărul neutronilor.
IV Ce sarcină nucleară are atomul elementului căruia îi lipsesc 2 electroni pentru a avea structura
electronică a gazului rar Ar (Z = 18)?
V Urzica conține o mare cantitate de fier (100 mg fier la 100 g plantă). Dacă necesarul zilnic de
fier pentru un adult este de 10 mg, ce cantitate de urzici trebuie consumată pentru a asigura
necesarul zilnic de fier? Câți moli de atomi și câți atomi se găsesc în 10 mg de fier?
VI Câți electroni se găsesc în 3g C?
VII Completează spațiile libere din tabel.
Z = 8
A = ...
Ar = ...
Z = ...
A = ...
Ar = 28
Z = ...
A = 32
Ar = ...
Z = 11
A = 23
Ar = 23
Z = ...
A = ...
Ar = ...
Z = 10
A = 20
Ar = 20
Număr de p+ 8
Număr de n0 8 14 7
Număr de e–
Sarcina nucleară +14
Repartiția
electronilor
pe straturi
1(K) – …
2(L) – …
1(K) – …
2(L) – …
3(M) – …
1(K) – …
2(L) – …
3(M) – 6e–
1(K) – …
2(L) – …
3(M) – …
1(K) – 2e–
2(L) – 5e–
1(K) – …
2(L) – …
Dublet/Octet
Denumirea
elementului Oxigen Sulf Azot
Simbolul Si Na Ne
Masa unui mol de atomi 16 g 32 g 14 g
Aplică ce ai învățat!
66 Unitatea III – Atomul
III
Test autoevaluare
Timp de lucru: 50 de minute.
Rezolvă pe caiete sarcinile de mai jos consultând Anexa 2 din manual. După rezolvarea sarcinilor compară rezultatele obținute cu cele aflate la sfârșitul manualului pentru a-ți calcula punctajul obținut.
Succes!
Nr.
item Enunț Punctaj Punctaj
realizat
I Completează spațiile libere cu termenii corespunzători, astfel încât afirmațiile să
fie adevărate:
a) Cele mai importante particule subatomice sunt ..., ... și ... .
b) Un atom care are 8 e–
în învelișul de electroni va avea ... p+ în nucleu.
c) Atomul elementului cu Z = 3 și A = 7 conține ... p+, ... n0
, ... e–
.
d) 5 atomi de fosfor se notează prescurtat ... .
1 p
II Determină numărul atomic Z al elementului care are 7e–
pe stratul 3(M). 1 p
III Care din următorii izotopi aparțin aceluiași element?
6
12X 6
14X 7
14X 7
16X 8
16X
1 p
IV Scrie simbolurile elementelor: bariu, azot, beriliu, litiu, fluor, siliciu, clor, sulf,
calciu, potasiu.
1 p
V 2 moli ai unui element E cântăresc 54 g. Calculează masa atomică.
Consultă anexa 2 pentru a identifica elementul.
1 p
VI Trei elemente succesive notate cu X, Y, T au suma numerelor atomice egală cu 21.
Determină:
a) numerele atomice ale celor trei elemente.
b) structura învelișului de electroni pentru fiecare element.
2 p
VII Se consideră un cub de fier (ArFe = 56) cu latura de 1cm.
Știind că densitatea fierului este 7,8 g/cm3
, calculează numărul atomilor de Fe
conținuți în cub.
2 p
1 p 1 p
Total 10 p
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 67
IV
Descoperirea unui număr mare de elemente a dus la necesitatea organizării acestora. Dimitri Ivanovici Mendeleev este primul chimist care a reușit după un studiu îndelungat să aranjeze
elementele cunoscute în ordinea crescătoare a masei lor atomice
într-un tabel în care elementele cu proprietăți asemănătoare se
găseau unele sub altele.
Cercetând cu atenție relația dintre masele atomice și proprietățile elementelor, ajunge la concluzia că proprietățile fizice și
chimice se repetă în mod periodic. Astfel, Mendeleev descoperă
legea periodicității.
După descoperirea structurii atomului, s-a constatat că proprietățile elementelor depind de numărul atomic Z.
Legea periodicității: Proprietățile chimice și fizice ale elementelor se repetă în mod periodic, în funcție
de numărul atomic Z.
Alcătuirea tabelului periodic al elementelor.
Urmărind așezarea elementelor în Tabelul Periodic observăm
că acesta este alcătuit din șiruri orizontale de elemente numite
perioade și coloane verticale de elemente numite grupe.
Observă și identifică!
Fiecare perioadă conține un număr bine determinat de elemente. Analizează Tabelul Periodic și completează pe caiet numărul de elemente existent în fiecare perioadă.
Perioadele, notate cu cifre de la 1 la 7, sunt șiruri orizontale care conțin 2, 8, 18 sau 32 de elemente. Fiecare perioadă se termină cu un gaz rar.
Ce este atomul și care sunt părțile lui componente.
Totalitatea atomilor cu același număr atomic Z formează un element chimic.
Ce știu?
Cum sunt organizate elementele chimice.
Ce este Tabelul Periodic.
Ce voi afla?
4.1. Structura Tabelului Periodic
Cele șapte șiruri de elemente din tabelul periodic se numesc perioade.
Analizează Tabelul Periodic.
Identifică câte elemente se găsesc în fiecare grupă din Tabelul Periodic.
Grupele sunt coloane notate cu cifre de la 1 la 18.
Ordonează grupele în funcție de numărul elementelor.
• opt coloane care conțin mai mult de 5 elemente. Acestea se numesc grupe principale (1, 2, 13, 14, 15,
16, 17, 18). Dacă se folosește notarea cu cifre romane, după numărul grupei se menționează litera A
(ex.: IA, IIA, IIIA, IVA, VA, ..., VIIIA).
• zece coloane care conțin mai puțin de 5 elemente. Acestea se numesc grupe secundare (3, 4, 5, 6, 7, 8,
9, 10, 11, 12). Dacă se folosește notarea cu cifre romane, după numărul grupei se menționează litera B.
68 Unitatea IV – Tabelul Periodic al elementelor
IV
Localizarea elementelor în Tabelul Periodic
Prin intersectarea liniilor care delimitează grupele și perioadele Tabelului Periodic, se formează căsuțe în
care sunt scrise simbolurile elementelor chimice. În fiecare căsuță, sunt înscrise: simbolul chimic, numărul
atomic Z și masa atomică.
Exemplu: căsuța bromului.
Poziția unui element chimic în Tabelul Periodic este reprezentată prin perioada și grupa
în care este situat elementul.
Br se află în grupa 17, perioada 4.
Coloanele verticale din Tabelul Periodic se numesc grupe.
Tabelul Periodic conține 18 grupe notate cu cifre arabe.
1 Care dintre elementele F, K, Ca, O, Ne, Li, fac parte din perioada a 2-a?
2 Denumește elementele care se găsesc în perioada a 3-a.
3 Observă structura Tabelului Periodic și răspunde la următoarele întrebări:
Cum variază numărul atomic Z în perioadă? Dar în grupă?
Care este numărul de gaze rare și în ce grupă se găsesc?
Care este legea după care s-a stabilit actuala clasificare a elementelor?
Unde se găsesc metalele în Tabelul Periodic?
Aplică ce ai învățat!
În Tabelul Periodic, metalele sunt separate de nemetale printr-o linie îngroșată
Br
35
79,904
Număr Atomic
Masa atomică
relativă
Simbol
Tabelul Periodic al elementelor cuprinde toate simbolurile elementelor cunoscute și este format
din 18 grupe și 7 perioade.
Dispunerea elementelor în tabel respectă legea periodicității.
Poziția unui element în Tabelul Periodic este reprezentată de perioada și grupa în care este situat.
De reținut
(accesează și
http://www.ptable.com/ ).
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 69
IV
Poți stabili o corespondență între structura învelișului de electroni al unui element, grupa și perioada în
care se află?
Elementele sunt scrise în Tabelul Periodic în
ordinea crescătoare a numărului atomic Z.
Tabelul Periodic al elementelor este alcătuit
din grupe și perioade.
Ce știu?
Care este legătura dintre structura electronică a unui atom și locul ocupat de elementul chimic în Tabelul Periodic.
Ce voi afla?
4.2. Relația dintre structura învelișului de electroni
și poziția ocupată de element în Tabelul Periodic
Activitate individuală
Completează pe caiet tabelul de mai jos și compară structura electronică a elementelor date.
Element
chimic Simbol Z Nr. de
electroni
Strat
1 (K)
Strat
2 (L)
Strat
3 (M)
Strat
4 (N) Grupa
Litiu 3
Sodiu 11
Potasiu 19
Generalizăm: Numărul grupei este dat de numărul electronilor de pe
ultimul strat.
Numărul electronilor de pe ultimul strat al atomilor unui element indică numărul grupei în care se
află elementul:
• pentru elementele din grupele 1 și 2, numărul electronilor de pe ultimul strat al atomului este egal
cu numărul grupei în care se află elementul;
• pentru elementele din grupele 13, 14, 15, 16, 17, 18, numărul electronilor de pe ultimul strat al atomului este egal cu cifra unităților din numărul grupei în care se află elementul.
Consultă Tabelul Periodic și stabilește grupa în care se află Ar, O, Si, P, F. Ce observi?
Ar: Z = 18 structura electronică.
1(K) – 2e–
2(L) – 8e–
3(M) – 8e–
Grupa 18
O : Z = 8 structura electronică.
1(K) – 2e–
2(L) – 6e–
Grupa 16
Generalizăm: Pentru elementele situate în grupele
13, 14, 15, 16, 17, 18, numărul electronilor de pe ultimul
strat este egal cu cifra unităților din numărul grupei.
Observi că atomii elementelor analizate conțin un electron pe ultimul strat.
Consultă Tabelul Periodic și
identifică grupa în care se află
elementele analizate. Vei constata că toate aceste elemente
se află în aceeași grupă.
Element
chimic
Simbol Z Nr. de
electroni
Strat
1 (K)
Strat
2 (L)
Strat
3 (M) Grupa Perioada
Sodiu 11
Magneziu 12
Aluminiu 13
Activitate individuală
Completează tabelul alăturat și compară structura
electronică a elementelor
date.
70 Unitatea IV – Tabelul Periodic al elementelor
IV
Numărul perioadei în care se află un element este egal cu numărul stratului în curs de completare
(ultimul strat) din structura electronică a atomului acelui element.
Concluzii:
Atomii elementelor situate în aceeași grupă au același număr de electroni pe ultimul strat.
Atomii elementelor cu același număr de straturi se găsesc în aceeași perioadă.
Consultă Tabelul Periodic și identifică perioada în care se află elementele analizate. Vei constata că
toate aceste elemente se află în aceeași perioadă.
Generalizăm: Elementele au același număr de straturi și se găsesc în aceeași perioadă.
Cunoscând poziția unui element în sistemul periodic, se pot deduce:
1. Informații cu privire la structura atomului
Exemplu:
Sulful se găsește în grupa 16, perioada 3. Folosind aceste date, se pot deduce următoarele:
6 electroni pe ultimul strat 3 straturi
Se stabilește structura electronică: 1(K): 2e–
2(L): 8 e– total 16 e–
Z = 16
3(M): 6 e–
2. Caracteristicile atomului și anumite proprietăți ale elementului
Exemplu:
Carbonul are Z = 6 și A = 12.
Folosind noțiunile învățate despre atom, deduci:
– în nucleu se găsesc 6 protoni (Z) și (12 – 6) = 6 neutroni (A – Z);
– în învelișul electronic se găsesc 6 electroni (Z) repartizați pe straturi, astfel: 1(K) – 2 e–
;
2(L) – 4 e–
.
Analizând structura ultimului strat electronic, deduci:
C se găsește în: perioada 2 (atomul de C are în curs de completare stratul 2)
grupa 14 (atomul de C are 4 electroni pe ultimul strat)
Poziția unui element în Tabelul Periodic este dată de structura electronică a atomilor elementului respectiv.
Numărul grupei este egal cu:
• numărul electronilor de pe ultimul strat pentru elementele situate în grupele 1 și 2;
• cifra unităților din numărul grupei pentru elementele situate în grupele 13, 14, 15, 16, 17,18.
Numărul perioadei este egal cu numărul ultimului strat (în curs de completare).
De reținut
1 Un element are pe stratul 3(M) – 7 electroni. Stabilește structura învelișului de electroni al atomilor elementului și poziția acestuia în Tabelul Periodic.
2 Un element X are Z = 14. Determină numărul de protoni, numărul de electroni și poziția elementului în Tabelul Periodic.
Aplică ce ai învățat!
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 71
IV
Tabelul Periodic al elementelor constituie un concept fundamental al chimiei moderne. În forma actuală,
Tabelul Periodic conține 118 elemente chimice.
Câte tipuri de elemente sunt cuprinse în Tabelul Periodic al elementelor?
Tabelul Periodic cuprinde simbolurile chimice și caracteristicile principale ale atomilor
tuturor elementelor cunoscute.
Elementele cunoscute se împart în metale și
nemetale.
Ce știu?
Poziția metalelor și nemetalelor în Tabelul
Periodic.
Cum diferențiez metalele de nemetale pe
baza proprietăților lor fizice.
Ce sunt aliajele.
Ce voi afla?
4.3. Metale. Nemetale.
Proprietăți fizice generale
Activitate individuală
Examinează Tabelul Periodic al elementelor și stabilește poziția metalelor și a nemetalelor.
Concluzie: Elementele chimice se împart în metale, semimetale și nemetale.
Metale se găsesc în Tabelul Periodic în grupele 1–12, nemetale se găsesc în grupele 17, 18, iar în grupele 13, 14, 15, 16 se găsesc atât metale, cât și nemetale.
Legătura dintre metale și nemetale se face prin semimetalele B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po, numite și metaloizi. Acestea au aspect metalic, dar proprietățile lor se aseamănă atât cu metalele, cât și cu nemetalele.
H și He sunt nemetale.
Experiment
Analiza proprietăților fizice ale metalelor
Materiale: balanță, cilindru gradat, spirtieră, clește metalic, pahar Berzelius cu apă, circuit electric cu baterie, fire și bec (fig. alăturată).
Ai la dispoziție o serie de corpuri metalice de mici dimensiuni (cuie, chei,
sârme din Cu, din Al, bucăți de tablă).
Pentru fiecare obiect:
Mod de lucru Cu Fe Al Zn Mg
1. Aspect
2. Culoare
3. Duritate
4. Temperatura de topire
5. Conductibilitate termică Încălziți obiectul în flacără.
6. Conductibilitate
electrică
Folosiți circuitul electric
conform figurii de mai sus.
7. Densitate
8. Solubilitate în apă
• observă o serie de
proprietăți: culoare,
aspect, plasticitate
(ușurința cu care
se deformează),
duritate (rezistența
la rupere);
• notează în tabel
densitatea și temperaturile de topire
consultând Anexa 1.
72 Unitatea IV – Tabelul Periodic al elementelor
IV
Proiect: Studiu comparativ al proprietăților fizice ale unui aliaj cu proprietățile fizice ale
metalelor componente
Având ca model etapele de lucru de la experimentul anterior, analizează corpuri din Cu, din Zn,
din alamă sau orice alt aliaj prezentat în tabelul de mai sus.
Pe lângă verificarea proprietăților fizice comune, documentează-te și adaugă în tabelul de colectare a datelor și observații despre rezistența la coroziune.
Prezintă rezultatele cercetărilor tale colegilor sub forma unei planșe, a unui film sau într-o prezentare PowerPoint.
Aplică ce ai învățat!
Metalele:
• sunt solide (excepție Hg-lichid);
• au luciu metalic;
• sunt argintii sau colorate;
• conduc curentul electric și căldura;
• au temperaturi de topire ridicate;
• sunt maleabile (pot fi prelucrate sub formă
de foi) și ductile (pot fi prelucrate sub formă
de fire);
• sunt insolubile în apă. Metalele sunt solubile
unele în altele la încălzire, formând aliaje.
Aliajele sunt amestecuri de metale care se obțin prin amestecarea metalelor în stare topită, urmată
de solidificarea amestecului. Uneori, în compoziția aliajelor intră și nemetale.
Cele mai cunoscute și folosite aliaje sunt:
Aliaj Componente Utilizări
fontă Fe și 1,7-5% C calorifere, plite, vase
oțel Fe și 0,3-2% C construcții metalice
alamă Cu și Zn piese mici: piulițe, inele
bronz Cu și Sn statui, tablă
aliaj de lipit Pb și Sn lipirea metalelor
duraluminiu Al, Cu, Mg, Mn avioane, automobile
Cu
Zn
Alamă
Experiment
Analiza proprietăților fizice ale nemetalelor
Materiale: pahar Berzelius cu apă, circuit electric cu baterie, fire și bec
(vezi imaginea alăturată).
Analizează proprietățile fizice ale unor nemetale existente în laborator
sau în jurul tău.
Sugestii: oxigen, azot, heliu, carbon (grafit), sulf, iod.
Observă o serie de proprietăți: culoare, aspect, duritate.
Verifică conductibilitatea electrică pentru substanțele solide,
ca în imaginea alăturată.
Verifică solubilitatea în apă.
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 73
IV
Mod de lucru Sulf Carbon Iod Oxigen Azot
1. Stare de agregare
2. Aspect
3. Culoare
4. Duritate
5. Conductibilitate electrică
6. Solubilitate în apă
Completează pe caiet tabelul:
Nemetalele
– pot avea următoarele stări de agregare:
• gaz – gazele rare, heliul, azotul, oxigenul;
• lichid – bromul;
• solid – iod, carbon, sulf, fosfor, siliciu.
– nu conduc curentul electric și căldura (excepție:
grafitul);
– sunt insolubile în apă (oxigenul și clorul sunt
parțial solubile în apă);
– cele solide sunt casante (excepție: diamantul).
În funcție de caracterul chimic, elementele din Tabelul Periodic se clasifică în metale și nemetale.
Metalele sunt substanțe solide (excepție Hg), cu luciu metalic, bune conducătoare de curent electric și căldură. Sunt insolubile în apă. Formează aliaje care au unele proprietăți superioare metalelor
din care provin (duritatea, rezistența mecanică, rezistența la coroziune).
Nemetalele se găsesc în toate cele trei stări de agregare, sunt insolubile în apă (excepție oxigenul
și clorul – puțin solubile). Nu conduc curentul electric și căldura. Singurul nemetal care conduce
curentul electric este carbonul, sub formă de grafit.
De reținut
1 Folosind Tabelul Periodic, subliniați cu o linie metalele și cu două linii nemetalele din următorul
șir: Cu, S, Al, Br, O, K, N, Fe, Ne, C, Au, Zn, P, Ag, Ar, H.
2 Folosește diagramele din Anexa 1 de la sfârșitul manualului.
a) Stabilește ordinea crescătoare a conductibilității electrice și termice pentru metalele Fe, Au, Ag,
Zn, Cu, Al.
b) Identifică metalele ușoare.
c) Compară temperaturile de topire ale metalelor din grupele principale cu temperaturile de
topire ale metalelor din grupele secundare ale Tabelului Periodic. Ce metal are cea mai ridicată
temperatură de topire? Ce utilizare are acest metal?
d) Identifică cel mai greu metal. Ce utilizări are?
3 Un element X are numărul atomic Z = 15. Stabilește, pe baza structurii electronice, poziția elementului în Tabelul Periodic. Consultă Tabelul Periodic și identifică elementul.
4 Configurația electronică a atomilor unui element este: 1(K) – 2e–
; 2(L) – 8e–
; 3(M) – 8e–
; 4(N) – 2e–
.
Determină poziția elementului în Tabelul Periodic.
Aplică ce ai învățat!
74 Unitatea IV – Tabelul Periodic al elementelor
IV
Schemă recapitulativă
5 Despre atomii elementelor X, Y, T, W
se cunosc:
a) X are 3 protoni și 4 neutroni;
b) Y are 5 protoni și 6 neutroni;
c) T are 9 protoni și 10 neutroni;
d) W are 13 protoni și 14 neutroni.
Folosind aceste informații și corelându-le cu
noțiunile învățate, determină pentru fiecare
element: Z, A, structura învelișului electronic,
poziția elementului în Tabelul Periodic.
Atom Nucleu
Z protoni (p+)
(A–Z) Neutroni (n0
)
Înveliș de electroni (e–
)
repartizați pe 7 straturi
electronice K, L, M, N, O, P, Q
118 elemente
sistematizate în
Tabelul Periodic
Numărul stratului în
curs de completare =
numărul perioadei
• se găsesc în toate stările
de agregare
• sunt izolatoare termic și
electric, cu excepția
grafitului
• cele solide sunt sfărâmicioase
• sunt solide, cu excepția
mercurului, care este
lichid
• prezintă luciu metalic
• sunt bune conducătoare
de electricitate și căldură
• sunt maleabile și ductile
• se dizolvă în topitura altor
metale formând aliaje
Nemetale
Metale
Numărul electronilor
de pe ultimul strat =
cifra unităților
din numărul grupei
Ex.:
1(K) – 2e–

2(L) – 6e–
Perioada 2
Grupa 16
18 grupe
7 perioade
Element chimic
Ze–
X
A
Z
16
8O
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 75
IV
Test autoevaluare
Timp de lucru: 50 de minute.
Rezolvă pe caiet sarcinile de mai jos. După rezolvarea sarcinilor compară rezultatele cu cele aflate la sfârșitul manualului, pentru a-ți calcula punctajul obținut.
Succes!
Nr.
item Enunț Punctaj Punctaj
realizat
I Completează spațiile libere astfel încât afirmațiile să fie adevărate:
a) Numărul atomic Z indică ... elementului chimic în Tabelul Periodic.
b) În Tabelul Periodic, proprietățile fizice și chimice ale elementelor se ... în mod
periodic, în funcție de ... .
c) Numărul straturilor electronice din învelișul electronic al atomului este egal cu
numărul ..., iar numărul electronilor de pe ultimul strat este egal cu numărul ... .
d) Metalele sunt situate în Tabelul Periodic în partea ..., iar nemetalele în partea ... .
e) Tabelul Periodic este format din ..., numite perioade și ..., numite grupe.
1,5 p
II Se dau următoarele afirmații. Notează cu A afirmațiile adevărate și cu F afirmațiile
false.
a) Metalele sunt bune conducătoare de electricitate și căldură.
b) Nemetalele sunt izolatoare termice și electrice.
c) Nemetalele sunt rezistente la acțiunea forțelor exterioare.
d) Metalele sunt ductile și maleabile.
e) Metalele se dizolvă în topitura altor metale formând aliaje.
1,5 p
III Numărul atomic Z al unui element care are 7 electroni pe stratul M este:
a) 10; b) 20; c) 17; d) 15.
1 p
IV Repartizează electronii pe straturi pentru elementul situat în grupa 13 și perioada
a 3-a. Precizează numărul de ordine al elementului în Tabelul Periodic și caracterul
chimic al elementului. Calculează numărul sarcinilor pozitive din nucleul atomic și
numărul de masă A, dacă numărul neutronilor este 14.
1,5 p
V Un element X este situat în grupa 15 (VA) , are stratul 2 în curs de completare și
numărul de masă 14. Determinați:
a) numărul atomic Z;
b) repartiția electronilor pe straturi;
c) poziția în Tabelul Periodic;
d) caracterul chimic al elementului X.
1,5 p
VI Un element chimic are raportul dintre numărul de masă și numărul atomic egal
cu 2 iar suma A + Z = 48. Stabilește:
a) poziția elementului în Tabelul Periodic;
b) caracterul chimic al elementului X.
2 p
Din oficiu 1 p 1 p
Total 10 p
76 Unitatea V – Ioni și molecule
V
5.1. Formarea ionilor
Na (Z = 11) Mg (Z = 12) Al (Z = 13) Ne (Z = 10) F (Z = 9) O (Z = 8)
Elementul chimic Na Mg Al Ne F O
Numărul electronilor
stratul 1 2 2 2 2 2 2
stratul 2 8 8 8
stratul 3
Interpretează tabelul:
Care dintre elemente este gaz rar?
Ce tip de configurație are gazul rar pe ultimul strat?
Cum pot dobândi ceilalți atomi structura
electronică stabilă pe care o are atomul gazului rar?
Atomul este o particulă neutră din punct de vedere electric.
Configurațiile de dublet și de octet sunt configurațiile cele
mai stabile.
Ce știu?
Ce sunt ionii.
Cum se formează ionii.
Ce voi afla?
Substanțele sunt formate din atomi, ioni sau molecule. Gazele rare – elementele din grupa 18 – sunt
singurele elemente care pot exista în natură sub formă de atomi liberi, deoarece au configurații stabile
pe ultimul strat. Atomii celorlalte elemente au tendința de a dobândi configurații stabile transformându-se în ioni sau în molecule.
Analizează structurile electronice reprezentate mai jos și completează rubricile din tabel.
Completează și interpretează tabelul:
Diferențiază sarcina electrică pe care o au atomii
înainte și după cedarea/acceptarea electronilor.
Concluzie:
Atomul care cedează electroni se încarcă cu sarcini
Concluzie:
Un atom care nu are configurație stabilă pe ultimul strat poate deveni stabil prin:
a. cedarea electronilor de pe ultimul strat, dacă numărul acestora este mai mic de patru;
b. acceptarea de electroni pe ultimul strat, până la realizarea octetului, dacă numărul electronilor
de pe ultimul strat este mai mare de patru.
Elementul chimic Numărul
protonilor
Numărul
electronilor
Sarcina
electrică
Mg 12 12 0 (neutru)
Mg după cedarea
electronilor 12 10 2 +
O 8 8
O după acceptarea
electronilor 8 10
electrice pozitive, iar atomul care acceptă electroni se încarcă cu sarcini electrice negative, valoarea
sarcinii fiind dată de diferența dintre numărul sarcinilor pozitive și numărul sarcinilor negative.
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 77
V
Particulele cu configurații stabile provenite din atomi prin cedare sau acceptare de electroni se numesc ioni.
Ionii încărcați cu sarcini electrice pozitive se numesc ioni pozitivi sau cationi, iar ionii încărcați cu
sarcini electrice negative se numesc ioni negativi sau anioni.
Atomii metalelor formează ioni pozitivi, iar atomii nemetalelor formează ioni negativi.
Sarcina ionului pozitiv/negativ are aceeași valoare numerică cu numărul electronilor cedați/
acceptați de către atom.
Mg – 2e– Mg 2+ O + 2e– O 2–
Ionii sunt particule încărcate cu sarcini electrice. Ionii se obțin din atomi prin cedare sau acceptare
de electroni.
Ionii pozitivi se formează, de regulă, din atomii metalelor, prin cedarea electronilor de pe ultimul strat.
Ionii negativi se formează, de regulă, din atomi de nemetale, prin acceptare de electroni.
Diferența dintre numărul protonilor și numărul electronilor reprezintă valoarea numerică a sarcinii
cationului/anionului.
Ionii și atomii care au același număr de electroni se numesc izoelectronici.
De reținut
Concluzie:
Formarea ionilor pozitivi (cationi) Formarea ionilor negativi (anioni)
M – n e–
M n+
cation
M – metal și n – numărul electronilor cedați
E + n e–
E n–

anion
E – nemetal și n – numărul electronilor acceptați
1 Ce sarcină electrică are ionul elementului E, știind că acesta este situat în Tabelul Periodic în perioada a 4-a, grupa a 2-a? Argumentează răspunsul dat.
2 Care dintre atomii elementelor Na, K, F și S formează ioni izoelectronici cu gazul rar din peri -
oada 3?
Aplică ce ai învățat!
Al – 3e– Al 3+ (cation)
13 p+ 13 p+
13 e– 10 e–
Modelează formarea ionilor de Cl (Z = 13) și Al (Z = 17).
Cl + 1 e– Cl –
(anion)
17 p+ 17 p+
17 e– 18 e–
78 Unitatea V – Ioni și molecule
V
5.2.1. Formarea compușilor ionici
5.2. Compuși ionici
Metalele au capacitatea de a forma ioni pozitivi
(cationi), iar nemetalele au capacitatea de a
forma ioni negativi (anioni).
Sarcinile electrice opuse (+ și –) se atrag.
Substanțele se deosebesc prin proprietățile lor
fizice și chimice.
Starea de agregare, solubilitatea și conductibilitatea electrică sunt proprietăți fizice.
Ce știu?
Din ce sunt alcătuiți compușii ionici.
Cum se formează compușii ionici.
Care sunt principalele proprietăți fizice
ale compușilor ionici, pe baza cărora îi
putem deosebi de alți compuși.
Ce fenomene observate în natură pot fi
explicate folosind aceste proprietăți.
Ce voi afla?
România este o țară cu tradiție privind exploatarea sării. Minele vechi de
sare au fost amenajate și sunt frecventate atât ca destinații turistice, cât și
pentru tratarea afecțiunilor respiratorii.
Formarea sării poate fi modelată și altfel folosind simbolurile Lewis:
Interpretează!
Ce caracter chimic au elementele?
Cum ajung atomii la configurații stabile?
Ce particule se formează?
Ce conține sarea de bucătărie și cum s-a format? Salina Turda
Activitate individuală
1. Formarea sării de bucătărie
Analizează structurile electronice periferice ale atomilor de Na și Cl reprezentați în imagine.
Na+Cl–
clorura de sodiu
(sare de bucătărie)
Concluzie:
Atomul de Na (metal) cedează electronul atomului de clor Cl
(nemetal).
Ionii formați, Na+ și Cl–
, încărcați cu sarcini electrice opuse, se
atrag și formează compusul stabil denumit științific clorură de sodiu,
cunoscut în practică sub numele de: sare, sare gemă, sare de masă
sau sare de bucătărie.
Compusul format este neutru din punct de vedere electric. Numărul sarcinilor negative este egal cu numărul sarcinilor pozitive.
Na + Cl
metal nemetal
Sarea pură (clorura de sodiu) este
un compus ionic, format din ioni
pozitivi și ioni negativi.
√ Sarea se extrage din zăcămintele subterane prin operații
mecanizate sau în soluție (prin
sondare). Din soluție, sarea se
separă prin recristalizare, în evaporatoare deschise sau închise.
Pentru curioși
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 79
V
Prin cedarea și acceptarea de electroni între atomii unui metal și atomii unui nemetal se formează
ioni pozitivi (cationi) și ioni negativi (anioni).
Ionii formați se atrag, deoarece au sarcini electrice opuse și formează un compus stabil numit compus ionic.
Compusul ionic este neutru din punct de vedere electric, deoarece numărul electronilor cedați este
egal cu numărul electronilor acceptați; astfel, numărul sarcinilor pozitive este egal cu numărul
sarcinilor negative.
2. Formarea clorurii de magneziu
Identifică, în reprezentarea de mai jos, formarea cationilor și a anionilor din compusul ionic numit clorură de magneziu.
Clorura de magneziu este utilizată ca material degivrant (înlătură stratul de gheață format) și antiderapant.
Argumentează neutralitatea electrică a compusului, pe baza raportului dintre numărul de cationi și
numărul de anioni.
Concluzie:
Cei doi electroni cedați de un atom de Mg sunt acceptați de doi atomi de Cl. Se formează un ion de
Mg2+ și doi ioni de Cl–
. Astfel, numărul sarcinilor pozitive este egal cu numărul sarcinilor negative și compusul este neutru electric.
Clorura de magneziu se notează MgCl2. În această notare, se folosesc simbolurile chimice ale elementelor din compus și indici lângă fiecare simbol, pentru a arăta raportul dintre numărul ionilor Mg2+și Cl–
.
Atenție: indicele 1 nu se scrie.
Mg
Cl
Cl
Mg2+
Cl –
Cl –
Activitate individuală
Identifică anionii și cationii din tabelul de mai jos. Compară compușii ionici în funcție de anionii și
cationii din care sunt formați.
K+ Na+ Mg2+ Ca2+
Cl– KCl
Clorura de potasiu
NaCl
Clorura de sodiu
MgCl2
Clorura de magneziu
CaCl2
Clorura de calciu
S2– K2S
Sulfura de potasiu
Na2S
Sulfura de sodiu
MgS
Sulfura de magneziu
CaS
Sulfura de calciu
Concluzie:
Metalele alcaline și metalele alcalino-pământoase formează compuși ionici cu halogenii (grupa 17), cu sulful și cu oxigenul (grupa 16).
Prezența unor cationi într-un compus ionic poate fi pusă în evidență prin colorarea diferită a flăcării de
către aceștia, așa cum poți vedea în imaginile din tabelul următor:
Cation Na+ K+ Ca2+ Ba2+ Cu2+
Colorarea
flăcării
Galben-închis Violet Roșu-deschis Galben-verzui Verde-închis
80 Unitatea V – Ioni și molecule
V
Activitate individuală
Urmărește experimentul demonstrativ efectuat de profesor pentru a identifica compușii ionici din
cinci probe, notate cu cifre de la 1 la 5.
Fiecare probă conține una din următoarele substanțe: clorura de cupru (CuCl2), clorura de sodiu (NaCl),
clorura de potasiu (KCl), clorura de calciu (CaCl2) și clorura de bariu (BaCl2).
Mod de lucru: se țin în flacăra becului de gaz, pe rând, substanțele din cele cinci probe, folosind mine
de creion curățate în prealabil. (Experimentul este realizat de către profesor.)
Notează culorile flăcărilor într-un tabel cu următoarele rubrici:
Numărul probei Culoarea flăcării Cationul identificat Compusul ionic din probă
Consultă tabelul de mai sus, ce conține culorile flăcărilor date de cationi, și identifică substanța din
fiecare probă.
Concluzie:
Colorarea flăcării de către anumiți cationi poate fi folosită pentru identificarea unor compuși ionici.
Compușii ionici se formează din elemente chimice cu caracter chimic diferit (metale și nemetale),
prin cedare-acceptare de electroni.
Compușii ionici sunt stabili, deoarece ionii pozitivi obținuți din atomii metalelor și ionii negativi
obținuți din atomii nemetalelor se atrag, având sarcini electrice opuse.
Numărul sarcinilor pozitive este egal cu numărul sarcinilor negative, ceea ce argumentează neutralitatea electrică a compusului ionic.
De reținut
Portofoliu:
În grupuri de câte 2-4 elevi, realizați proiecte alegând dintre temele propuse:
1. Salinele din România (marcarea pe hartă a locurilor unde se găsesc și descriere)
2. Tipuri de sare (în funcție de: sursa de extragere, zona geografică și gradul de rafinare)
Proiectele vor fi prezentate în fața clasei utilizând și o variantă PowerPoint.
1 Completează pe caiet spațiile punctate astfel încât să obții enunțuri corecte din punct de vedere
științific.
Compușii ionici sunt formați din ... .
Într-un compus ionic numărul sarcinilor pozitive este ... cu numărul sarcinilor.
Raportul dintre numărul cationilor și numărul anionilor dintr-un compus ionic depinde de
... .
2 Consultă Tabelul Periodic și modelează formarea compușilor ionici dintre:
a) calciu și fluor;
b) sodiu și sulf;
c) potasiu și oxigen.
Aplică ce ai învățat!
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 81
V
5.2.2. Proprietățile fizice ale compușilor ionici
Autorul unuia dintre dintre cele mai frumoase basme culte românești, Sarea în bucate, aseamănă iubirea cu substanțe diferite: mierea, zahărul și sarea.
Cât de importante sunt proprietățile substanțelor? Sarea este cel mai cunoscut compus ionic. Ce proprietăți au substanțele ionice?
Concluzie: Probele conțin substanțe solide și sunt sub formă de cristale.
Activitate de grup
Analizați substanțele ionice din probele notate cu cifre de la 1 la 4 și stabiliți asemănările și deosebirile
dintre proprietățile lor fizice observabile.
Probele conțin substanțe ionice: clorură de bariu (BaCl2), clorură de sodiu (NaCl), clorură de calciu
(CaCl2) și clorură de magneziu (MgCl2).
Notați proprietățile pe caiet într-un tabel, după modelul alăturat. Număr
probă
Proprietăți
fizice Proba nr. 1 Proba nr. 2 Proba nr. 3 Proba nr. 4
Substanțele ionice sunt solide,
în stare cristalizată.
Cristal = corp solid sub formă de poliedru (are fețe,
muchii și colțuri).
Conductibilitatea electrică = proprietatea unui corp de
a conduce curentul electric.
Dicționar
Verificați practic solubilitatea în apă a compușilor ionici din
probele de mai sus și notați pe caiet observațiile în tabelul cu proprietăți fizice.
Mod de lucru: Puneți o cantitate mică din fiecare substanță
în câte un pahar Berzelius. Adăugați apa și agitați amestecul.
Corelați observațiile din experimente cu imaginea alăturată,
pentru a înțelege fenomenul.
Concluzie: compușii din probele 1–4 sunt solubili în apă. Ionii din cristale se răspândesc uniform în toată masa apei și formează soluții apoase.
Consultați Anexa 1 și observați că există și substanțe greu solubile în apă. Printre acestea se află și carbonatul de calciu, pe care îl găsim în natură sub formă de calcar
(substanță impură), în zonele muntoase.
Experiment
Dizolvarea clorurii de sodiu în apă
Compușii ionici sunt solubili în apă (au proprietatea de a se dizolva în apă).
82 Unitatea V – Ioni și molecule
V
Verificați conductibilitatea electrică a compușilor ionici.
Identificați componentele circuitului electric: sursa de curent electric, cabluri electrice, întrerupător,
bec, cilindri metalici din cupru (electrozi).
Mod de lucru: Introduceți în circuit, pe rând, clorura de sodiu solidă și soluțiile obținute la activitatea
anterioară.
Interpretați: De ce se aprinde/nu se aprinde becul la închiderea circuitului? Compară intensitatea luminii becului.
Concluzie: Soluțiile compușilor ionici conduc curentul
electric, deoarece prin dizolvarea cristalelor în apă, ionii (purtătorii de sarcini electrice) devin mobili.
De asemenea, prin topirea cristalelor, ionii devin mobili.
Deducem că, în stare topită, compușii ionici conduc curentul
electric.
Compușii ionici conduc curentul
electric în soluție și în stare topită.
În stare solidă, compușii ionici nu
conduc curentul electric.
Circuit electric Clorură de sodiu solidă Soluția unui compus ionic
Substanțele ionice:
sunt solide cristalizate;
sunt solubile în apă (majoritatea);
în stare topită și în soluție, conduc curentul electric;
în stare solidă, nu conduc curentul electric.
De reținut
1 Aveți la masa de lucru din laborator două probe de substanțe necunoscute, una dintre ele fiind ionică.
Identificați care dintre cele două substanțe este ionică, prin verificarea proprietăților fizice.
Efectuați experimentele necesare, înregistrați observațiile și concluziile desprinse într-un tabel cu rubrici prestabilite. Prezentați rezultatul
colegilor din clasă.
Concluzie: Compușii ionici pot fi recunoscuți pe baza proprietăților
fizice. Stabilim dacă un compus este ionic prin verificarea proprietăților.
2 Citește eticheta de pe o sticlă de apă minerală și identifică ionii conținuți în soluția respectivă. Apa minerală conduce curentul electric?
Aplică ce ai învățat!
√ Substanțele care conduc curentul
electric în stare topită sau în soluție
se numesc electroliți. Ansamblul
de procese care au loc la trecerea
curentului electric prin electrolit se
numește electroliză.
Pentru curioși
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 83
V
5.3. Molecule
5.3.1. Formarea moleculelor
Atomii care nu au configurații stabile pe ultimul strat
au tendința de a ajunge la configurații stabile.
Atomul este o particulă neutră din punct de vedere
electric.
Proprietățile substanțelor sunt determinate de modul
de formare al acestora.
Compușii ionici sunt formați din ioni de semn contrar.
Moleculele sunt formate din atomi identici sau diferiți,
prin punere în comun de electroni.
Ce știu?
Ce sunt moleculele.
Cum se formează moleculele.
Ce este și cum se calculează masa
moleculară.
Ce proprietăți fizice au unii compuși moleculari.
Ce fenomene putem înțelege pe
baza acestor proprietăți.
Ce voi afla?
Ai aflat că acei compuși formați din elemente cu caracter chimic diferit s-au format prin cedare-acceptare de electroni.
Știi că există și compuși alcătuiți numai din nemetale, cum sunt apa și dioxidul de carbon.
Cum s-au format aceste substanțe?
Activitate individuală
Consultă Tabelul Periodic și află caracterul chimic și numărul electronilor de pe
ultimul strat al elementelor oxigen și hidrogen.
Analizează imaginea alăturată și descoperă modul în care atomii de H și O ajung
la configurații stabile pe ultimul strat.
Concluzie: Fiecare dintre cei trei atomi de nemetale ajunge la configurație stabilă de dublet (H), respectiv octet (O) pe ultimul strat, punând în comun electroni.
Între atomul de O și cei doi atomi de H există două perechi de electroni care aparțin în egală măsură
atomilor de la care provin (O și H). Particula rezultată este stabilă și neutră din punct de vedere electric,
deoarece fiecare atom este neutru. Apa este un compus molecular și are formula chimică H2O.
Particula formată din doi sau mai mulți atomi prin punerea în comun de electroni se numește moleculă. Molecula este stabilă și neutră din punct de vedere electric.
Formula chimică = reprezintă notarea moleculei cu ajutorul simbolurilor chimice ale elementelor
componente și al indicilor, pentru a arăta numărul atomilor din fiecare element. Indicele 1 nu se
scrie.
Structura Lewis = reprezintă modelarea formării unei molecule cu ajutorul simbolurilor chimice
ale atomilor din moleculă și a punctelor pentru simbolizarea electronilor de pe ultimul strat.
Dicționar
H O
H
84 Unitatea V – Ioni și molecule
V
Modelează practic formarea acestor molecule folosind
trusa de bile și notează formulele lor chimice.
Analizează moleculele modelate în imaginea alăturată.
Compară moleculele și clasifică-le:
a) după numărul elementelor componente;
b) după numărul atomilor.
Clor Concluzie:
Amoniac
Metan
diatomice
Cl2, H2
molecule
formate din atomi
identici
diatomice
HCl
poliatomice
H2O, NH3
molecule
formate din atomi
diferiți
Acid clorhidric
H Cl
H H
H
N
Molecula de hidrogen
Identifică în imaginile alăturate cum poate fi
modelată formarea unei molecule cu ajutorul bilelor (practic) sau cu ajutorul structurilor Lewis (în
scris).
Descoperă în modelele de mai jos alte exemple
de substanțe moleculare:
Electron
Molecula
de hidrogen H2
H:H
H-H
H H
Cl Cl
Reamintește-ți cunoștințele din lecțiile anterioare despre dimensiunile și masele atomilor.
Concluzie: Fiind formată din atomi, deduci că dimensiunea și masa
unei molecule sunt foarte mici. În locul masei reale, se utilizează o mărime relativă, numită masă moleculară, rezultată în urma comparației
dintre masa reală a moleculei și unitatea atomică de masă.
Calculează MH2O (masa moleculară a apei) cunoscând numărul atomilor de O și al atomilor de H din
moleculă și Ar (masele atomice relative) ale acestora. Utilizează Anexa 2.
Concluzie: MH2O = 2ArH + ArO = 2 · 1 + 16 = 18 u.a.m.
Într-un mL de apă se pot găsi
334 · 1020 molecule
Masa moleculară, notată cu M, este mărimea relativă care arată de câte ori este mai mare masa reală
a moleculei față de unitatea atomică de masă (u.a.m.).
Masa moleculară a unei molecule se calculează prin însumarea maselor atomice relative ale tuturor
atomilor din moleculă.
MXaYb = aArX + bArY, unde X și Y sunt elementele chimice din moleculă, a și b sunt indicii care arată
numărul atomilor din fiecare element, iar ArX și ArY sunt masele atomice relative ale elementelor X și Y.
Modelează formarea
moleculei de CH4.
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 85
V
1 Analizează imaginea alăturată.
a) Ce tipuri de substanțe sunt reprezentate?
b) Identifică molecula apei și modelează în scris formarea acesteia cu
ajutorul structurilor Lewis, folosind simbolurile chimice ale elementelor componente.
c) Din câți atomi sunt formate patru molecule de apă? Dar două molecule de oxigen?
d) În câte molecule de hidrogen se găsesc opt atomi de H?
2 Calculează masa moleculară a dioxidului de sulf (SO2), substanță obținută prin arderea sulfului
și utilizată la obținerera acidului sulfuric (substanță moleculară).
Aplică ce ai învățat!
Moleculele sunt particule stabile formate din doi sau mai mulți atomi, prin punere în comun de electroni.
Pot fi puși în comun doar electronii de pe ultimul strat.
În moleculă, fiecare atom are configurație stabilă pe ultimul strat.
Moleculele sunt neutre din punct de vedere electric.
Substanțele moleculare pot fi substanțe simple (moleculele sunt formate din atomii aceluiași element) sau compuse (moleculele sunt formate din atomi diferiți).
Molecula are dimensiuni și masă foarte mici.
Masa moleculară este o mărime relativă și se calculează prin însumarea maselor atomice ale tuturor atomilor din moleculă.
De reținut
5.3.2. Proprietățile fizice ale unor compuși moleculari
Moleculele, spre deosebire de ioni, sunt particule neutre din punct de vedere electric. Ne așteptăm ca
proprietățile compușilor moleculari să fie diferite față de cele ale compușilor ionici. Ce proprietăți au cei
mai cunoscuți compuși moleculari?
După starea lor de agregare, compușii moleculari pot fi:
Substanțe gazoase Substanțe lichide Substanțe solide
• amoniac
• acid clorhidric
• monoxid de carbon
• dioxid de carbon
• dioxid de sulf
• metan
• apă
• acid sulfuric
• apă oxigenată
• alcool etilic
• zahăr
• acid citric
• naftalină
Zahărul și acidul citric
sunt compuși organici
moleculari.
Dioxidul de carbon
(CO2) este compus
molecular anorganic. Soluții de compuși moleculari utilizați în laborator
Soluție
de NH3
86 Unitatea V – Ioni și molecule
V
Hidrocarburi = compuși organici
binari ai carbonului cu hidrogenul.
Benzina conține hidrocarburi.
Masele plastice = sunt produse sintetice reciclabile ce conțin molecule
formate dintr-un număr foarte mare
de atomi (macromolecule).
Dicționar
Concluzie: soluția de zahăr nu conduce
curentul electric.
Soluția din portocală conține apă, acid citric, anioni, cationi (K+, Ca2+, Mg2+) etc. și conduce mai slab curentul electric față de soluția
de sare.
Concluzie: Cele trei probe sunt diferite din
punctul de vedere al conductibilității electrice.
Activitate de grup
Pregătiți următoarele probe: soluție de zahăr, soluție de clorură de sodiu, lămâie sau portocală.
Verificați conductibilitatea electrică a probelor.
După solubilitatea în apă, substanțele moleculare pot fi:
Substanțe
solubile
Substanțe
puțin solubile
Substanțe
insolubile
• zahăr
• acid citric
• acid clorhidric
• acid sulfuric
• amoniac
• monoxid de
carbon (CO)
• dioxid de carbon (CO2)
• mase plastice
• hidrocarburi
Cele insolubile în apă sunt solubile în solvenți organici
(cloroform, tetraclorură de carbon, acetonă, benzină etc.).
Soluția de zahăr Soluția de NaCl
• nu conduce curentul electric • conduce curentul electric
Compușii moleculari se găsesc în toate cele
trei stări de agregare.
Metanul este gaz, apa este lichid și zahărul este
solid.
Solubilitatea în apă variază. Zahărul este solubil, dioxidul de carbon este puțin solubil și hidrocarburile sunt insolubile.
Compușii moleculari insolubili în apă sunt solubili în solvenți organici.
Spre deosebire de soluția de clorură de sodiu
(sarea de bucătărie), soluția de zahăr nu conduce curentul electric.
Apa, compusul molecular cel mai răspândit
de pe planeta noastră, este cel mai utilizat solvent. Aceasta dizolvă compușii ionici, dar și
mulți compuși moleculari, organici sau anorganici, aflați în diferite stări de agregare.
De reținut
Soluție de sare Soluție de zahăr Portocală
Temă de proiect: Consecințele poluării
Documentați-vă despre: agenții de poluare din zona în care locuiți. Investigați printr-o activitate practică
consecințele poluării.
Sugestii: urmăriți dezvoltarea plantelor folosind probe diferite de apă dintr-un lac, râu, izvor, fântână etc. din
zona în care locuiți sau urmăriți dezvoltarea plantelor (de exemplu, ceapa) folosind îngrășământ chimic în exces.
Înregistrați observațiile, interpretați-le și desprindeți concluziile.
Prezentați proiectul colegilor.
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 87
V
5.4. Valența
Atomii au tendința de a ajunge la configurații stabile.
Elementele din grupele principale au numărul electronilor de pe ultimul strat egal cu numărul grupei.
Ce știu?
Ce este valența.
Cum putem afla valența unui element utilizând Tabelul Periodic.
Ce voi afla?
Din lecțiile anterioare, ai aflat că atomii elementelor devin stabili prin formarea compușilor ionici sau
moleculari. Formarea compușilor implică procese la care participă electronii de pe ultimul strat al atomilor.
Proprietatea unui atom de a forma compuși cu alți atomi se numește valență.
Valența unui element este dată de numărul electronilor cu care atomul elementului participă la
formarea compusului. Astfel, un element poate fi monovalent (are valența I), divalent (are valența II),
trivalent (are valența III) etc.
Gazele rare sunt zerovalente, deoarece atomii lor au configurații stabile pe ultimul strat.
Materiale necesare: spirtieră, chibrit, clește
metalic, ochelari de protecție.
Mod de lucru: profesorul ține o panglică mică
de Mg (cu cleștele metalic) și o aprinde de la flacăra spirtierei.
Observă proprietățile magneziului.
Urmărește de la distanță arderea magneziului.
Ce fenomen are loc și ce se obține în urma arderii?
Concluzie: Magneziul este o substanță solidă,
argintie; are luciu metalic și arde cu flacără orbitoare.
A avut loc un fenomen chimic, prin care s-a
obținut o substanță cu proprietăți diferite față de
cele ale magneziului. Aceasta este solidă și albă.
Compusul obținut se numește oxid de magneziu.
Experiment
Valența depinde de numărul electronilor de pe ultimul strat.
Valența unui element într-un compus ionic sau molecular este egală
cu numărul electronilor cedați, acceptați sau puși în comun de un atom
al elementului.
H H
H
N
Amoniac Valența
NH3
NIII
HI
Utilizează Tabelul Periodic pentru a afla
caracterul chimic al elementelor Mg și O.
Identifică tipul substanței rezultate în
urma arderii magneziului.
Compară formarea oxidului de magneziu
cu formarea amoniacului.
Află valențele elementelor din cei doi
compuși.
Mg Mg2+ O2– + O
Oxid de magneziu
MgO
MgII
OII
88 Unitatea V – Ioni și molecule
V
Interpretează tabelul de mai jos și află cum utilizezi Tabelul Periodic pentru aflarea valenței unui element chimic situat într-o grupă principală.
Grupa
Nr. e–
din
ultimul
strat
Valența față
de H și alte
elemente
Valența
față
de O
Exemple Generalizare
1/ I A 1 I I Na
monovalent
Elementele din primele
trei grupe principale
(1, 2 și 13) au valența egală
cu cifra unităților
din numărul grupei.
2/ II A 2 II II Mg divalent
13/ III A 3 III III Al trivalent
14/ IV A 4 IV IV, II
CIV
Singurul compus
în care C este
divalent este CO
Elementele din grupele
14, 15, 16, și 17 au
valența egală cu diferența
dintre 8 și cifra unităților
din numărul grupei,
în compușii cu hidrogenul
sau cu metalele.
În compușii cu oxigenul,
un element poate avea
mai multe valențe.
Valența maximă este egală
cu cifra unităților
din numărul grupei.
15/ V A 5 III V, III
NIII
Valență variabilă
în compușii cu
oxigenul
16/VI A 6 II VI, IV, II
SII
Valență variabilă
în compușii cu
oxigenul
17/ VII A 7 I VII ,V, III, I
ClI
Valență variabilă
în compușii cu
oxigenul
Concluzie: Poți afla valența/valențele unui element din grupele principale cunoscând numărul grupei.
Se cunosc și excepții. Exemplu: F (grupa 17) este constant monovalent.
Nu poți afla valențele elementelor din grupele secundare cunoscând numărul grupei. Aceste elemente
nu au întotdeauna numărul electronilor de pe ultimul strat egal cu cifra unităților din numărul grupei.
Exemplu: Fe poate fi divalent sau trivalent, Cu poate fi monovalent sau divalent, Zn – divalent,
Ag – monovalent.
Utilizează Tabelul Periodic și compară valențele acestor elemente cu cifra unităților din numărul grupei.
Valențele elementelor determină formulele chimice,
modul de formare și proprietățile substanțelor.
Prin umare, pentru a scrie formula chimică a unui compus este important să aflăm cât mai ușor valențele elementelor chimice, fără să descriem formarea compusului.
Știți că elementele din grupele principale au numărul
electronilor de pe ultimul strat egal cu cifra unităților din numărul grupei. Numărul electronilor de pe ultimul strat determină valența unui element chimic.
Deduci că poți afla valențele elementelor din grupele
principale utilizând Tabelul Periodic.
Oxizii cuprului se utilizează la obținerea
pigmenților utilizați în industria sticlăriei, a ceramicii, a maselor plastice etc.
Cu2O CuO
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 89
V
Un element dintr-o grupă principală nu poate avea valența mai mare decât numărul unităților din
numărul grupei în care se află.
Metalele din grupele 1 și 2 au valența egală cu numărul grupei.
Nemetalele au valența egală cu diferența dintre 8 și cifra unităților din numărul grupei. Excepție, în
compușii cu oxigenul.
Metalele din grupele secundare au mai multe valențe.
Oxigenul este constant divalent.
Hidrogenul este constant monovalent.
De reținut
1 Fiecare elev primește două cartonașe de tipul celui alăturat.
Cere-i colegului să completeze spațiile punctate din cartonaș,
utilizând Tabelul Periodic, pentru două elemente din grupe principale, un metal și un nemetal, alese de tine.
Verificați împreună corectitudinea notărilor.
2 Completează afirmațiile:
a) Valența este o proprietate a ... .
b) Valența unui element se poate afla ... .
c) Carbonul are valența ..., cu excepția unui compus cu oxigenul, în care are valența II.
d) În combinație cu hidrogenul, halogenii au valența ... .
3 În imaginea alăturată, elementele de pe cuburi nu respectă ordinea din Tabelul Periodic.
Află locul în Tabelul Periodic al elementelor fosfor, calciu, cupru,
zinc și fier.
Ce valențe au elementele fosfor și calciu în compușii cu oxigenul?
Aplică ce ai învățat!
Denumirea elementului ...
Simbolul chimic ...
... p+
... e–
Ar = ...
Perioada ...
Grupa ...
Valența ...
IONI
Compuși ionici
Ioni pozitivi (cationi)
Ioni negativi (anioni)
ATOMI MOLECULE
Formate din atomi diferiți
(HCl, NH3, zahăr, H2O, CH4)
Compuși moleculari
Formate din atomi
identici (H2, O2, N2, Cl2)
cedare-acceptare
de electroni
punere în comun
de electroni
90 Unitatea V – Ioni și molecule
V
Test autoevaluare
Timp de lucru: 50 de minute.
Rezolvă pe caiet sarcinile de mai jos. După rezolvarea sarcinilor, verifică rezultatele cu cele aflate la sfârșitul manualului, pentru a-ți calcula punctajul obținut.
Succes!
Nr.
item Enunț Punctaj Punctaj
realizat
I Completează spațiile libere astfel încât afirmațiile să fie adevărate:
a) Moleculele sunt ... din punct de vedere electric.
b) Ionii au ... pe ultimul strat.
c) ... compușilor ionici conduc curentul electric.
d) Valența elementului situat în perioada a 3-a, grupa a 2-a este ... .
1 p
II Asociază speciile chimice din coloana A cu notațiile din coloana B.
A B
1. atom a) Ca2+
2. moleculă b) Cl2
3. cation c) HCl
4. anion d) Na+
e) Cl–
f) Al
1,5 p
III Modelează, utilizând structurile Lewis, formarea:
a) moleculei NH3;
b) ionilor din oxidul de magneziu (MgO);
Se dau: ZN = 7, ZH = 1, ZO = 8 și ZMg = 12.
2 p
IV Sarea de bucătărie (clorura de sodiu) și zahărul sunt printre cele mai utilizate substanțe în industria alimentară. Indică asemănările și deosebirile
dintre aceste substanțe pe baza proprietăților fizice învățate.
1,5 p
V Calculează masa moleculară a acidului sulfuric, știind că acesta are molecula formată din doi atomi de H, un atom de S și patru atomi de O.
1 p
VI Prin arderea metanului (CH4) se obțin două substanțe moleculare: dioxidul de carbon (CO2) și apa (H2O).
Realizează un eseu de jumătate de pagină în care să compari cele două
substanțe, după următoarele criterii: alcătuirea moleculelor, răspândirea
în natură, proprietățile fizice, rolul lor în menținerea vieții pe Pământ.
2 p
Din oficiu 1 p 1 p
Total 10 p
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 91
6.1. Stabilirea formulei chimice pe baza valenței
Simbolul este litera sau grupul de litere cu care se notează
un element chimic.
Să determin valența unui element folosind Tabelul Periodic.
Ce știu?
Cum stabilesc formula chimică a unei substanțe.
Ce voi afla?
Întâlnim substanțe chimice în fiecare zi: alimentele, produsele de igienă, substanțele de sub chiuveta
de bucătărie pe care le folosim pentru curățare, substanțe pentru zugrăvit, pictură etc. Aceste produse
sunt alcătuite din una sau mai multe substanțe.
O substanță pură are proprietăți constante, determinate de o compoziție constantă.
Din acest motiv, pentru fiecare substanță pură există o formulă chimică care arată compoziția substanței respective.
Analizează imaginile de mai jos, pentru a observa corelarea denumirii unor substanțe cunoscute cu
formulele acestora.
Îngrășăminte
chimice (NH4NO3)
Gaz metan
(CH4)
Sare de bucătărie
(NaCl)
Formula chimică reprezintă notarea prescurtată a unei substanțe cu ajutorul simbolurilor chimice și
a indicilor.
Sarea de bucătărie, un compus ionic, este notat NaCl, iar gazul metan, un compus molecular, este
notat CH4. Săpunul lichid conține sulfat de sodiu Na2SO4 și alte ingrediente. Un îngrășământ folosit în
agricultură este azotatul de amoniu: NH4NO3.
Formula chimică are o dublă semnificație:
• Calitativă – indică tipul atomilor componenți.
• Cantitativă – la scară microscopică:
o moleculă de apă (H2O)
formată din 2 atomi de H
și un atom de O, un atom
(Ne) sau o pereche de ioni
(Na+ Cl–
) de substanță;
– la scară macroscopică:
un mol de substanță.
Metale: K, Na, Al, Fe, Cu, Ag, Zn etc.
Nemetale: a. monoatomice: C, Si, S, He, Ne, Ar, Xe, Rn, Kr.
b. cu molecule diatomice: H2, O2, N2, Cl2,
Br2, F2, I2.
c. cu molecule poliatomice: O3, P4.
1. Formula chimică a unei substanțe simple (conține
atomi de același fel)
Semnificația notației chimice:
2Cl2 2 molecule de clor 2 = coeficient
2 · 2 = 4 atomi de clor. 2 = indice
VI
92 Unitatea VI – Substanțe chimice
VI
a) Compușii binari sunt formați din două elemente diferite. Valența fiecărui element chimic din compoziția substanței devine indice pentru celălalt element.
2. Formula chimică a unei substanțe compuse (conține atomi ai unor elemente diferite)
Scrie 7 molecule de fosfor.
Câți atomi se găsesc în 5 molecule de oxigen?
Ce semnifică următoarele notații: 2O3, 3O2,
5He, 3Br2, 7Cu?
Aplică ce ai învățat!
Semnificația notației chimice:
5 Al2(SO4)3 5 · 2 = 10 ioni Al3+
5 · 3 = 15 atomi S
5 · 4 · 3 = 60 atomi O
Formula chimică este notația prescurtată a unei substanțe
cu ajutorul simbolurilor chimice și a indicilor.
Indicele este cifra care reprezintă numărul atomilor. Se scrie
în dreapta jos.
Coeficientul este scris în fața formulei și poate fi interpretat la nivel microscopic sau la nivel macroscopic.
De reținut
Exemple:
AlIII OII Al2O3 (oxid de aluminiu)
CIV OII C21 O42 CO2 (dioxid de carbon)
CaII ClI CaCl2 (clorură de calciu)
Etape în stabilirea formulelor chimice:
1. Se scriu simbolurile elementelor componente
(metalele se scriu întotdeauna primele)
2. În colțul din dreapta sus al simbolului fiecărui element se scrie valența elementului, cu cifre romane.
3. Se scriu indicii elementelor cu cifre arabe, astfel
încât valența unui element devine indice pentru
celălalt element. Indicele 1 nu se scrie.
4. În cazul în care indicii au un divizor comun, se simplifică cu acel divizor și se scriu rezultatele.
Al O
3 2
sau dacă se notează
valențele cu cifre arabe: Al2O3
b) Compușii ternari sunt alcătuiți din trei elemente diferite. Aceștia sunt formați din ioni metalici și ioni
poliatomici sau pot fi compuși moleculari (H2SO4). Pentru stabilirea formulei, se aplică același algoritm.
Valența ionului poliatomic = numărul de sarcini.
Ioni poliatomici
Compoziția și sarcina electrică Valența Denumirea
(NO3)
– I Azotat
(OH)– I Hidroxid
(CO3)
2– II Carbonat
(SO3)
2– II Sulfit
(SO4)
2– II Sulfat
(PO4)
3– III Fosfat
AlIII (SO4)
II Al2(SO4)3 – sulfat de Al
CaII
(NO3)
I Ca(NO3)2 – azotat de Ca
MgII
(CO3)
II MgCO3 – carbonat de Mg
AgI
(NO3)
I
AgNO3 – azotat de Ag
ZnII
(OH)I
Zn(OH)2 – hidroxid de Zn
Stabilește formulele chimice ale compușilor formați din:
a) Fosfor (III) și Hidrogen b) Aluminiu și Sulf c) Potasiu și Oxigen d) Magneziu și Oxigen
Care este semnificația
următoarelor notații chimice?
2Ca(NO3)2, MgCO3, 3Zn(OH)2,
4AgNO3
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 93
VI
6.2. Substanțe compuse
Substanțele sunt părți ale materiei cu compoziție constantă, omogenă.
Să stabilesc formula unei substanțe chimice
utilizând algoritmul, pe baza valenței.
Semnificația formulei chimice.
Ce știu?
Cum se clasifică substanțele chimice în
funcție de compoziție.
Cum se denumesc oxizii, acizii, bazele,
sărurile.
Cum recunosc o substanță pe baza formulei chimice.
Ce voi afla?
Corpurile din jurul nostru sunt formate din substanțe sau amestecuri de substanțe. Acestea pot fi naturale (există în natură) sau artificiale (sintetizate de către om).
Substanțele organice pot fi:
– naturale: amidon, celuloză, alcool, cauciuc natural, zahăr, grăsimi, vitamine, proteine, acid citric;
– sintetice (obținute prin procese chimice din alte substanțe): cauciuc sintetic, medicamente, mase
plastice, fibre sintetice, acetonă, erbicide, pesticide, insecticide.
Substanțele anorganice pot fi:
1. Simple – conțin atomi de același fel
a) Nemetale
Clor (Cl2) Brom (Br2) Iod (I2) Sulf (S)
b) Metale
Aluminiu (Al) Aur (Au) Staniu (Sn) Cupru (Cu)
2. Compuse – alcătuite din două sau mai multe elemente
a) Oxizi b) Baze c) Acizi d) Săruri
Dioxid de carbon
(CO2)
Hidroxid de sodiu
(NaOH)
Acid clorhidric,
acid sulfuric, acid azotic
(HCl, H2SO4, HNO3)
Rodocrozit
(MnCO3)
6.2.1. Clasificarea substanțelor chimice
94 Unitatea VI – Substanțe chimice
VI
6.2.2. Oxizi
Ai aflat că cei mai mulți agenți poluanți ai aerului sunt compuși ai azotului și sulfului. Acești compuși
au formulele NO2, SO2, NO etc. Alți agenți poluanți sunt CO2 (în exces) și CO.
Analizează formulele enumerate mai sus. Identifică elementul comun.
În imaginile de mai jos sunt prezentate utilizările unor oxizi.
Analizează compoziția substanțelor din imagini. Ce observi?
Al2O3
Alumina utilizată pentru
obținerea aluminiului
CaO
Var nestins utilizat în
construcții
Oxizi utilizați
ca pigmenți (oxizi de
Fe, Pb, Cr, Zn etc.)
Concluzie: Oxizii
conțin două elemente, elementul
comun fiind oxigenul. Celălalt element poate fi metal
sau nemetal.
Oxizii sunt compuși binari ai oxigenului cu alte elemente (E), metale sau nemetale.
Formula generală: En OII E2On n – valența elementului E
Aplică algoritmul de determinare a formulelor chimice pe baza valenței pentru a descoperi formulele
altor oxizi ce conțin elementele din tabelul de mai jos. Utilizează Tabelul Periodic pentru a afla valențele
elementelor și scrie formulele chimice corespunzătoare.
Elementul
E
Formula
chimică Denumire
Ca CaO Oxid de calciu
Al Al2O3 Oxid de aluminiu
K Oxid de potasiu
C CO Monoxid de carbon
C Dioxid de carbon
S Trioxid de sulf
S Dioxid de sulf
P Pentoxid de difosfor
P Trioxid de difosfor
N NO2 Dioxid de azot
Analizează în tabelul alăturat denumirile oxizilor și descoperă regulile aplicate.
Concluzie: În denumirile oxizilor se
aplică următoarele reguli:
√ CO2 se găsește liber în atmosferă (0,03%) și în apele
carbogazoase. Este folosit în extinctoarele de incendii.
Pentru curioși
Oxid + de + ......................................
(numele elementului)
În cazul în care elementul E are valență
variabilă, se folosesc prefixe pentru a
diferenția oxizii aceluiași element.
Prefixul indică numărul atomilor de O și
de E din moleculă.
CO monoxid de carbon
CO2 dioxid de carbon
P2O3 trioxid de difosfor
P2O5 pentoxid de difosfor
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 95
VI
Activitate individuală
• Denumește următorii oxizi: Na2O, MgO, P2O5, Cl2O5,
P2O3, CuO.
• Scrie pe caiet, în două coloane diferite, oxizii metalici și
pe cei nemetalici din cei enumerați mai sus.
Oxizi metalici Oxizi nemetalici
Formula Denumirea Formula Denumirea
Scrie formulele corespunzătoare
denumirilor: dioxid de siliciu, trioxid de difosfor, oxid de potasiu,
pentoxid de brom, oxid de magneziu, monoxid de carbon, dioxid
de sulf, trioxid de sulf.
Aplică ce ai învățat!
Oxizii sunt compuși binari ai oxigenului cu alte elemente. Formula generală este E2On, unde E este un
element chimic.
Oxizii sunt metalici și nemetalici.
De reținut
Portofoliu
• Documentați-vă și întocmiți un referat
despre importanța dioxidului de carbon în fotosinteza plantelor. Prezentarea se va face în fața clasei, în format
PowerPoint.
• Informați-vă despre efectele nedorite
ale arderilor incomplete asupra sănătății populației și discutați în clasă cu
profesorul.
6.2.3. Baze
Ai observat că primăvara oamenii dau cu var stins trunchiurile copacilor.
Știi de ce? Văruirea pomilor se realizează cu hidroxid de calciu Ca(OH)2, ca tratament dezinfectant care ține la distanță o serie de paraziți, dar are și un rol
estetic, oferind livezii un aspect îngrijit.
Se promovează din ce în ce mai mult alimentația
sănătoasă. Dieta oamenilor este constituită din alimente bazice și din alimente acide. Orice exces de
alimente acide duce la o hiperaciditate în stomac. În
acest caz, se recomandă o dietă bogată în alimente
cu caracter bazic, ca, de exemplu: alimente vegetale,
fructe, cereale.
Bateriile pe care le folosești sunt alcaline (bazice).
Hidroxidul de sodiu (NaOH), cunoscut sub numele de sodă caustică, este
folosit la obținerea săpunului și a detergenților.
Bazele (hidroxizii) sunt substanțe compuse dintr-un ion de metal și un număr de ioni hidroxid egal
cu valența metalului.
Formula generală: Men (OH)I
n , unde: Me – metal, n – valența metalului
Analizând formulele substanțelor NaOH, KOH, Ca(OH)2, observi că sunt compuse dintr-un metal (Na,
K, Ca), din oxigen și hidrogen.
96 Unitatea VI – Substanțe chimice
VI
Scrie semnificația următoarelor notații chimice:
3Zn(OH)2, 2Ca(OH)2, 5KOH, 4Al(OH)3.
Completează tabelul.
Formula
chimică Denumire
... Hidroxid de sodiu
... Hidroxid de magneziu
... Hidroxid de aluminiu
... Hidroxid de fier (II)
... Hidroxid de argint
... Hidroxid de zinc
Aplică ce ai învățat!
Caracterul acid sau bazic al unei soluții se stabilește cu ajutorul indicatorilor și se exprimă numeric prin pH.
Scala de pH este reprezentată mai jos.
ACID
H2O
NEUTRU BAZĂ
Fenolftaleina,
în mediu bazic, se
colorează roșu-carmin.
Turnesolul, în mediu
bazic, este albastru.
Indicatorii sunt substanțe
organice care își modifică
culoarea în mediu acid sau
bazic. Cei mai utilizați indicatori sunt fenolftaleina și
turnesolul.
Experiment
Substanțe și ustensile Mod de lucru Importanța
– eprubete
– substanțe: șampon, apă de
var, oțet, praf de copt, săpun,
sodă de rufe, aspirină, zeamă
de lămâie, detergent, sare de
bucătărie, lapte, apă minerală
– hârtie indicatoare de pH
Introduceți în eprubete substanțele notate în tabel.
Substanțele solide și șamponul se dizolvă în 5-10 mL
apă distilată.
Cu ajutorul unei pipete luați câte o picătură din
fiecare soluție și puneți-o pe hârtie indicatoare de
pH. În funcție de culoarea obținută, notați rezultatul
în tabel.
Determinarea
caracterului
acid, bazic
sau neutru al
soluțiilor.
Denumirea bazelor:
• Hidroxid + de + numele metalului
Exemplu: NaOH – hidroxid de sodiu
• Dacă metalul are valență variabilă, se
adaugă valența cu cifre romane în paranteză sau se folosesc sufixele -os/-ic,
după cum valența este inferioară sau
superioară.
Exemplu: Fe(OH)2 – hidroxid de fier (II)
sau hidroxid feros
Fe(OH)3 – hidroxid de fier (III)
sau hidroxid feric
! Pentru elementul Fe poți găsi două
denumiri: FER (C.D. Nenițescu) sau FIER
(Gh. Spacu). Ambele sunt acceptate.
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 97
VI
Fișă de consemnare a observațiilor
pH Bazic/Neutru/Acid
apă de var
oțet
praf de copt
săpun
...
Bazele (hidroxizii) sunt substanțe compuse dintr-un ion de metal și un număr de ioni hidroxid
egal cu valența metalului Me(OH)n.
Caracterul acid sau bazic al unei soluții se poate stabili: folosind indicatori; prin măsurarea pH-ului cu
hârtie indicatoare de pH. Valorile pH-ului sunt cuprinse în intervalul 0–14 și se măsoară în soluții diluate.
Soluțiile bazice au pH-ul mai mare de 7.
De reținut
1 Din seria de formule indicate mai jos, recunoaște-le pe acelea care corespund bazelor. Argumentează alegerea făcută.
H-OH, NaOH, HO-NO2, Al(OH)3, HOCl, Fe(OH)2.
2 Stabilește denumirea următoarelor baze: Ni(OH)2, AgOH, Mg(OH)2, Pb(OH)2, KOH, Cr(OH)3.
Subliniază cu roșu formulele bazelor metalelor monovalente, cu albastru formulele bazelor metalelor divalente și cu negru, pe cele trivalente.
3 Cunoscând valențele elementelor Al(III), Zn(II), Mn(II), scrie formulele și denumirile bazelor corespunzătoare.
Aplică ce ai învățat!
6.2.4. Acizi
Zilnic, consumăm alimente care au în compoziția lor acizi.
Observă imaginile și identifică acizii prezenți în fructe, legume, apă carbogazoasă și oțet.
Acidul citric Apă carbogazoasă
(acid carbonic – H2CO3)
Oțet
(acid acetic)
Mai cunoști și alți acizi?
Ce acid conține sucul gastric
din stomac?
Ai aflat în lecțiile anterioare că
acidul clorhidric HCl este o substanță moleculară. O moleculă
de acid clorhidric este formată
dintr-un atom de H și un atom de
clor.
Un alt acid menționat a fost acidul sulfhidric (hidrogenul sulfurat), H2S.
Analizează formulele chimice ale acizilor carbonic, clorhidric și sulfhidric și identifică elementul comun.
Concluzie: Toți acizii au în compoziția lor atomi de hidrogen (H).
98 Unitatea VI – Substanțe chimice
VI
Acizii sunt compuși moleculari. Fiecare acid are cel puțin un atom de hidrogen în moleculă.
În formula chimică a unui acid anorganic, elementul H se scrie primul.
Din șirul de formule de mai jos, identifică formulele acizilor:
HF, NaCl, HCl, Na2CO3, HNO3, MgO, H2SO4, H2S, KOH, H2CO3, Ca(OH)2.
Analizează formulele acizilor descoperiți și identifică elementele din compoziția lor:
HF, HCl, HNO3, H2SO4, H2S, H2CO3, H3PO4.
Clasifică acizii după numărul elementelor chimice pe care le conțin, completând tabelul pe caiet:
Acizi alcătuiți din două elemente Acizi alcătuiți din trei elemente
Aplică ce ai învățat!
Concluzie:
După numărul elementelor componente, molecula unui acid poate fi:
– binară (formată din două elemente), de forma HnX, unde X este simbolul unui nemetal și n valența
nemetalului. Acești acizi se numesc hidracizi.
– ternară (formată din trei elemente), de forma HnR, unde R este un grup de atomi, pe care îl numim
radical, format dintr-un atom de nemetal și un număr de atomi de oxigen, iar n este valența radicalului. Acești acizi se numesc oxiacizi (au în compoziție oxigen).
Denumirea acizilor:
HIDRACIZI
acid + numele
nemetalului +
sufixul -hidric
HF – acid fluorhidric
HCl – acid clorhidric
HBr – acid bromhidric
HI – acid iodhidric
H2S – acid sulfhidric
H2CO3 – acid carbonic
HNO3 – acid azotic
H2SO4 – acid sulfuric
H3PO4 – acid fosforic
acid + numele
nemetalului +
sufixul -ic
OXIACIZI
Asociază fiecare formulă
chimică scrisă în coloana B cu
tipul acidului din coloana A și
denumirea corespunzătoare din
coloana C.
Aplică ce ai învățat!
A B C
1. oxiacid
2. hidracid
HCl
H2SO4
H2CO3
HBr
H2S
H3PO4
a) acid clorhidric
b) acid sulfhidric
c) acid fosforic
d) acid sulfuric
e) acid carbonic
f) acid bromhidric
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 99
VI
√ Există și alți acizi despre care vei învăța:
HNO2 – acid azotos, produs în procesul de obținere a coloranților
H2SO3 – acid sulfuros
HClO – acid hipocloros, care se formează în
procesul de dezinfectare a apei cu clor
HCN – acid cianhidric
H3PO3 – acid fosforos
Pentru curioși
Experiment
Ați învățat în lecția anterioară că indicatorii sunt substanțe care își schimbă culoarea în mediu acid
sau bazic.
Pe masa de lucru, ai 5 eprubete numerotate, care conțin soluțiile apoase ale unor substanțe.
Folosind indicatorul de la masa de lucru (turnesolul) și hârtia indicatoare de pH, identifică eprubetele
care conțin soluții acide. Realizează pe caiet un tabel în care să notezi observațiile și concluziile.
Numărul eprubetei Culoarea indicatorului pH Concluzii
Fenolftaleina
rămâne incoloră
în mediu acid.
Turnesolul, în mediu
acid, este roșu.
Acizii sunt compuși moleculari.
Formula chimică a unui acid
începe cu simbolul hidrogenului.
Acizii care conțin în moleculă
hidrogen și un atom de nemetal
se numesc hidracizi și au în denumire sufixul hidric.
Acizii care conțin în moleculă hidrogen, un atom de nemetal și
atomi de oxigen se numesc oxiacizi și au în denumire sufixul -ic.
Soluțiile acide au pH-ul mai mic
de 7.
De reținut
Activitate pe grupe de elevi
Analizează imaginile de mai
jos, în care sunt indicate utilizări
ale acizilor. Documentează-te folosind diferite surse de informare
(manuale, dicționar ilustrat de
chimie, bibliotecă virtuală etc.) și,
împreună cu trei colegi, realizează
un poster în care să prezinți și alte
întrebuințări ale acizilor.
Acumulatori auto
cu acid sulfuric
Mercerizarea bumbacului cu
acid azotic
Tratament stomatologic
cu acid fosforic
100 Unitatea VI – Substanțe chimice
VI
6.2.5. Săruri
Sarea de bucătărie este cunoscută și folosită de oameni ca aliment din cele mai vechi timpuri. În Imperiul Roman, soldații erau plătiți în bani, dar primeau și o cotă în sare (salariu). În medicină se folosește
o soluție de sare (NaCl) de concentrație 0,9% numită ser fiziologic.
Carbonatul de calciu (CaCO3) se găsește în natură sub numele de calcar, piatră de var, marmură și este
folosit în construcții. Aceasta se mai găsește în coaja de ou, în solurile calcaroase, formează stalactite și
stalagmite în peșteri, se depune pe cuva mașinii de spălat.
Gospodinele folosesc pentru prepararea prăjiturilor praf de copt, bicarbonat de sodiu (NaHCO3).
Carbonatul de sodiu (Na2CO3) este cunoscut și utilizat din perioada Egiptului Antic la conservarea mumiilor și apoi la fabricarea sticlei. Clorura de calciu (CaCl2) este folosită iarna pentru prevenirea formării
gheții.
Calcar (CaCO3) în Turcia,
la Pamukale
Carbonat de calciu
CaCO3
În compușii ionici, acest grup de atomi (R) are sarcină electrică și se numește ion poliatomic. Acești ioni
se obțin din moleculele acizilor prin cedarea hidrogenului sub formă de ion pozitiv (proprietate a acizilor
pe care o vei studia la liceu).
Descoperă în tabelul de mai jos cei mai întâlniți ioni poliatomici, denumirile și valențele lor.
Acidul Ionul poliatomic Denumirea Valența
HNO3 acid azotic (NO3)
– azotat I
H2CO3 acid carbonic (CO3)
2– carbonat II
H2SO4 acid sulfuric (SO4)
2– sulfat II
H3PO4 acid fosforic (PO4)
3– fosfat III
Pentru simplificarea scrierii formulelor sărurilor, în continuare vom folosi termenul de radical fără a
mai evidenția tipul substanței (compus ionic).
În medicină, sulfatul de magneziu (MgSO4)
sub formă de soluție, administrat intramuscular, are acțiune sedativă. Vița-de-vie se stropește cu zeamă bordeleză pentru tratamentul
ciupercii Plasmapora viticola. Zeama bordeleză se obține din var stins și piatră vânătă
(CuSO4 hidratat).
Analizează formulele chimice ale substanțelor:
NaCl, CaCl2, CuCO3, Na2CO3, Al(NO3)3,
MgSO4, CuSO4.
Utilizează Tabelul Periodic și indică pentru
fiecare formulă chimică numărul elementelor
componente și caracterul chimic al acestora.
Sărurile sunt substanțe compuse care pot conține:
a) un metal și un nemetal (compuși binari):
MnXm, unde: M este metal, m valența metalului;
X nemetal, n valența nemetalului;
b) un metal și un grup de nemetale numit radical (R):
MnRm.
Chimie – manual pentru clasa a VII-a 101
VI
Denumirea sărurilor:
a) Sărurile binare
numele nemetalului cu sufixul
-ură + de + numele metalului
b) Sărurile care conțin oxigen
numele radicalului cu sufixul
-at + de + numele metalului
Scrie formulele chimice ale sărurilor ale căror denumiri sunt în tabelul de mai jos, folosind algoritmul
de determinare a formulelor chimice pe baza valenței. Utilizează formulele, denumirile și valențele radicalilor din tabelul de la pagina 100.
NaCl Clorură de sodiu ... Carbonat de cupru (II)
... Carbonat de magneziu ... Fosfat de calciu
CaSO4 Sulfat de calciu Na2S ... Sulfură de sodiu
... Azotat de potasiu ... Azotat de argint
Sărurile sunt substanțe care se pot obține din acizi prin înlocuirea hidrogenului cu metale.
Denumirea sărurilor începe cu denumirea radicalului urmată de denumirea metalului.
Sărurile binare au terminația ură.
Sărurile care conțin oxigen au terminația at.
De reținut
Etapele stabilirii formulei chimice pentru o sare când se
cunoaște denumirea:
1. Sulfură de Aluminiu
terminația ură indică un compus binar care conține S și Al
AlIII SII Al2S3
2. Sulfat de Bariu
terminația at indică un radical provenit de la oxiacidul
sulfului. Se scrie formula acidului H2SO4.
Se identifică sulfatul și valența acestuia valența II
BaII
SO4
II
Ba2(SO4)2 BaSO4
1 Stabilește denumirea următoarelor substanțe. Subliniază cu creioane colorate oxizii, bazele, acizii și sărurile BaCl2, K2O, Mg(NO3)2, H3PO4, Al2(CO3)3, Mg(OH)2, HF.
2 Se dau denumirile unor săruri. Scrie formulele acestora: bromură de potasiu, fluorură de sodiu,
sulfură de sodiu, iodură de potasiu, fosfat de aluminiu, carbonat de fier (II), carbonat de zinc,
sulfură de aluminiu.
3 Ai la dispoziție cartonașe pe care sunt scrise formulele unor substanțe.
Alege un cartonaș și răspunde la următoarele cerințe:
– recunoaște substanța;
– clasifică (acid, oxid, bază, sare);
– stabilește valența elementelor;
– denumește formula;
– calculează masa moleculară.
Întocmește un material cu referire la substanța identificată, pe care să-l prezinți în fața clasei. Fiecare elev
va analiza altă substanță.
Aplică ce ai învățat!
CO2 NaCl
HCl Ca(OH)2
NaOH
MgO
SiO2 K2S
CaO
102 Unitatea VI – Substanțe chimice
VI
Test autoevaluare
Timp de lucru: 50 de minute.
Rezolvă pe caiet sarcinile de mai jos. După rezolvarea sarcinilor verifică rezultatele obținute cu cele aflate la sfârșitul manualului pentru a-ți calcula punctajul obținut.
Succes!
Nr.
item
Enunț Punctaj Punctaj
realizat
I Completează spațiile libere astfel încât afirmațiile să fie adevărate:
a) Oxizii sunt compuși binari ai ... .
b) În molecula unui acid se află elementul ... .
c) Soluția unei baze colorează fenolftaleina ... .
d) Sărurile conțin ... și nemetale.
1 p
II Asociază clasele de substanțe din coloana A cu formulele din coloana B.
A B
1. acid a) CuO
2. bază b) MgCl2
3. oxid c) AgNO3
4. sare d) Al(OH)3
e) HNO3
1 p
III Ești în laborator și de pe sticlele cu soluții de HCl și NaOH, s-au dezlipit etichetele.
Cum identifici ce soluție se află în fiecare sticlă? Argumentează.
0,5 p
IV Scrie formulele chimice corespunzătoare substanțelor:
a) hidroxid de potasiu
b) oxid de litiu
c) acid sulfhidric
d) sulfat de sodiu
e) dioxid de carbon
f) iodură de calciu
g) acid carbonic
h) fosfat de sodiu
2 p
V În laboratorul de chimie, printre cele mai utilizate substanțe sunt: Mg, Ca(OH)2,
Na2CO3, H2SO4, NaOH, CuSO4, HCl, CaO. Denumește și clasifică substanțele date.
1 p
VI Calculează masa moleculară a oxidului elementului din perioada 3, grupa 14. 2 p
VII Prin arderea magneziului se obține oxidul de magneziu. Introdusă în apă, această
substanță suferă un fenomen chimic din care rezultă o bază. Pentru neutralizarea
bazei (fenomen chimic) se adaugă acid sulfuric. Se formează astfel o sare solubilă în apă. Scrie formulele chimice și denumește substanțele știind că elementul
comun este Mg.
1,5 p
Din oficiu 1 p 1 p
Total 10 p
Chimie – Manual pentru clasa a VII-a 103
I
Unitatea VII
Calcule pe baza
formulei chimice
Competențe specifice:
1.2, 1.3, 3.1, 3.2
„Scopul calculului este înțelegerea profundă,
nu numerele.”
R. Wesley Hamming
(matematician, 1915–1998)
CALCULE PE BAZA
FORMULEI CHIMICE
Chimie – Manual pentru clasa a VII-a 103
104 Unitatea VII – Calcule pe baza formulei chimice
VII
7.1. Mol. Masă molară
Masa atomică
Formule chimice
Masă moleculară
Mol de atomi
Ce știu?
Cum voi calcula numărul de moli cunoscând masa de substanță.
Cum voi calcula masa de substanță cunoscând numărul de
moli.
Ce voi afla?
Ai învățat în capitolul 3 că atomii sunt foarte mici și de aceea a apărut necesitatea introducerii molului
ca unitate de măsură a cantității de substanță. Atunci ai aflat că 1 mol de atomi are masa egală cu masa
atomică relativă a elementului respectiv, exprimată în grame.
Totodată, ai aflat că substanțele chimice pot fi simple sau compuse, pot fi formate din ioni sau molecule. La fel ca și atomii, ionii și moleculele au dimensiuni și mase foarte mici.
Observă:
Masa moleculară H2O = 2 · 1 + 16 = 18 u.a.m.
Să calculăm masa a 1 mol de molecule de apă:
Dacă 1 moleculă H2O ........................... 18 ∙ 1,67 ∙ 10–24g
Atunci 6,022 ∙ 1023 molecule H2O ...... x g
x = 18,1 g
Deci putem spune că 1 mol de molecule H2O cântăresc 18 g.
Masa molară este masa unui mol de substanță. Este numeric egală cu masa moleculară a substanței
și conține NA particule.
Se notează cu μ (miu) și are unitatea de măsură g/mol.
Numărul de moli se calculează cu relația: ν =
m (g)
μ (g/mol) =
nr. particule
6,022 · 1023
Molul este unitatea de măsură, în Sistemul Internațional, a cantității de substanță care conține un
număr de particule egal cu numărul lui Avogadro (NA = 6,022 ∙ 1023).
Numărul de moli se notează ν (niu).
Exemple de exerciții rezolvate:
1. Calculează numărul de moli din 58,8 g de H2SO4.
Datele problemei:
mH2SO4
= 58,8 g
ArH =1, ArO = 16, ArS = 32
Rezolvare:
Se calculează masa molară pentru H2SO4:
μ = 2ArH + 4ArO + ArS = 2 + 4 · 16 + 32 = 98 g/mol
Se calculează numărul de moli
ν =
m (g)
μ (g/mol) =
58,8 g
98 g/mol = 0,6 moli H2SO4
Cerința
ν = ?
18 g H2O
6,022 · 1023
molecule H2O
Chimie – Manual pentru clasa a VII-a 105
VII
Masa molară μ = sumă (numărul de atomi E ∙ ArE) (g/mol)
Nr. Avogadro (NA) = 6,022 ∙ 1023 particule/mol
Nr. moli ν =
m (g)
μ (g/mol)
De reținut
2. Calculează masa a 2,5 moli de Cu(NO3)2.
Datele problemei:
ν = 2,5 moli
Rezolvare:
Se calculează masa molară pentru Cu(NO3)2
μ = ArCu + 2ArN + 6ArO = 64 + 2 · 14 + 6 · 16 = 188 g/mol
Se calculează masa
m = ν · μ = 2,5 moli · 188 g/mol = 470 g Cerința
m = ?
Amestec echimolar = amestec
în care se află același număr
de moli din fiecare component al amestecului.
Dicționar
1 Calculează numărul de moli din: a) 32 g NaOH; b) 14,4 kg CuSO4; c) 1,8 L H2O (ρapă = 1 kg/L).
2 Calculează masa a: a) 3,5 moli CaBr2; b) 2 kmoli CaO; c) 15 mmoli NaNO3.
3 Calculează numărul de molecule din:
a) 272 g H2S; b) 10,2 kg NH3; c) 100 mL acetonă C3H6O (ρ = 0,8 g/mL).
4 Calculează timpul, exprimat în ani, necesar pentru a număra moleculele existente în 36 g de apă
dacă ritmul de numărare este de 2 molecule/secundă.
5 În ce masă de amoniac NH3 se află același număr de molecule ca în 80 g de metan CH4?
6 Calculează masa a 6 moli de amestec echimolar de CaO și MgO.
7 Calculează numărul de moli de NaCl din 77,4 g de amestec echimolar de NaCl și CuCl2.
8 Calculează numărul de moli de CaO din 200 g de CaO (var nestins) de puritate 91%.
9 Soda de rufe apare în stare naturală în unele soluri saline și în cenușa plantelor. A fost folosită
chiar din Antichitate, de egipteni, pentru spălarea rufelor. Soda de rufe este carbonat de sodiu.
Calculează concentrația procentuală a unei soluții ce conține 0,5 moli de Na2CO3 și 20 moli
de apă.
10 Soluția de CuSO4 este folosită pentru stropitul legumelor și a viței-de-vie împotriva dăunătorilor
și a manei. Calculează numărul de moli de CuSO4 și numărul de moli de apă din 2 kg de soluție
de CuSO4 de concentrație 10%.
11 Serul fiziologic folosit în diverse tratamente în medicină este o soluție de NaCl de concentrație 0,9% și densitate 1 g/mL. O fiolă de ser fiziologic conține 10 mL de soluție.
Calculează câte fiole de ser perfuzabil se pot prepara din 0,6 moli de NaCl.
Aplică ce ai învățat!
106 Unitatea VII – Calcule pe baza formulei chimice
VII
Determină raportul atomic pentru:
a) NH3; b) Ca(NO3)2; c) Ca3(PO4)2.
Calculează raportul de masă pentru
următoarele substanțe:
a) SO3; b) CaCO3; c) Al2(SO4)3.
Calculează compoziția procentuală de masă pentru:
a) CaCl2; b) Al2O3; c) Fe(NO3)3.
Aplică ce ai învățat!
7.2. Calcule pe baza formulei chimice
Formule chimice
Masa molară
Numărul de moli
Ce știu?
Cum determin raportul atomic și raportul masic al elementelor.
Cum determin compoziția procentuală a unei substanțe.
Cum determin formula chimică a unei substanțe folosind diverse informații.
Ce voi afla?
Acum, când ai învățat să scrii formule chimice pentru diverși compuși anorganici, vei învăța cum să folosești formula chimică pentru a afla diverse informații.
Știind formula chimică a unei substanțe, se pot determina:
1. Raportul atomic al elementelor componente este raportul între numărul de atomi din fiecare element component al substanței respective.
Astfel, pentru:
H2O nr. atomi de H : nr. atomi de O = 2 : 1
CH4 nr. atomi de C : nr. atomi de H = 1 : 4
HNO3 raport atomic H : N : O = 1 : 1 : 3
Fe2(SO4)3 raport atomic Fe : S : O = 2 : 3 : 12
Generalizare: pentru o substanță XaYbZc, raportul atomic = a : b : c
Astfel, pentru:
H2O mH : mO = (2 ∙ ArH) : (1 ∙ ArO) = 2 : 16 = 1 : 8
CH4 mC : mH = (1 ∙ ArC) : (4 ∙ ArH) = 12 : 4 = 3 : 1
HNO3 raport masic H : N : O = 1 : 14 : 48
Fe2(SO4)3 raport masic Fe : S : O = 2ArFe : 3ArS : 12ArO = 112 : 96 : 192 = 7 : 6 : 12
Generalizare: pentru o substanță XaYbZc, raportul de masă X : Y : Z = aArX : bArY : cArZ
H H O H N O O O C H H H H
mC mC mC mH
Exemplu pentru H2SO4:
Se calculează μ = 2ArH + ArS + 4ArO = 98 g/ mol
Dacă 98 g H2SO4 conțin .......... 2 g H ........ 32 g S ........ 64 g O
Atunci 100 g H2SO4 conțin ..... x ................ y .................. z
x =
100 · 2
98
= 2,04 % H; y =
32 · 100
98
= 32,65 % S
z =
64 · 100
98
= 65,3 % O
a) Calculul compoziției procentuale pornind de la formula chimică
2. Raportul de masă reprezintă raportul între masele din fiecare element existent într-o substanță.
3. Compoziția procentuală de masă reprezintă masa fiecărui
element conținută în 100 g substanță.
Chimie – Manual pentru clasa a VII-a 107
VII
Un oxid al sulfului are raportul masic S : O = 2 : 3
Dacă în 5 g oxid se găsesc .............. 2 g S ........... 3 g O
Atunci în100 g oxid se găsesc ....... x g S ............ y g O
x = 40% S y = 60% O
Molecula de SO3
AS = 32, AO = 16
b) Calculul compoziției procentuale de masă din raportul de masă
mS mS mO mO mO
Urmărește modul de rezolvare a problemei:
Enunț: Ce masă de oxigen se află în 27,2 g apă
oxigenată H2O2?
Datele problemei: mH2O2 = 27,2 g
Cerința: mO = ?
Rezolvare:
• Se calculează masa molară
μ H2O2 = 2ArH + 2ArO = 2 + 2 ∙ 16 = 34 g/mol
• Dacă 34 g H2O2 conțin ......... 32 g O
Atunci 27,2 g H2O2 ................... x g O
x = 25,6 g O Răspuns: 25,6 g O
4. Masa dintr-un element aflată într-o anumită masă de substanță compusă.
Urmărește modul de rezolvare a problemei:
Enunț: Calculați masa de CaCl2 în care se află
8 g de Ca.
Datele problemei: mCa = 8 g
Cerința: mCaCl2 = ?
Rezolvare:
• Se calculează masa molară a CaCl2
μ = ArCa + 2ArCl = 40 + 2 ∙ 35,5 = 111g/mol
• Se aplică regula de trei simplă
Dacă în 111 g CaCl2 .......... se găsesc 40 g Ca
Atunci în x g CaCl2 ............ se găsesc 8 g Ca
x = 8 ∙ 111/40 = 22,2 g CaCl2
Răspuns: 22,2 g CaCl2
5. Masa de substanță compusă care conține o anumită masă de element.
Raționamente asemănătoare pot fi făcute pentru a determina prin calcul formula chimică a unei substanțe când se cunosc diverse informații.
1. Determinarea formulei chimice
când se cunoaște compoziția procentuală de masă și masa molară
Urmărește modul de rezolvare a problemei:
Enunț: Un oxid al azotului cu masa molară 44 g/mol conține 63,63% N.
Determină formula chimică a acestuia.
Datele problemei:
%N = 63,63%
μ = 44 g/mol
Rezolvare:
• Se calculează procentul de O prin diferență (suma procentelor = 100)
% O = 100 – 63,63 = 36,37%
• Se împart procentele la masele atomice ale elementelor respective:
63,63
AN
= 4,545 36,37
AO
= 2,2725.
• Rezultatele obținute se împart la cel mai mic dintre ele obținându-se
numărul de atomi din elementul respectiv:
4,5454
2,2725
= 2 atomi N 2,2725
2,2725
= 1 atom O
Deci, formula chimică este (N2O)n; 44 = n · (2 · 14 + 16); n = 1 => N2O.
Cerința:
formula chimică
108 Unitatea VII – Calcule pe baza formulei chimice
VII
2. Determinarea formulei chimice
când se cunoaște raportul masic de combinare al elementelor
Urmărește modul de rezolvare a problemei:
Enunț: Creta conține în principal o sare de calciu.
Determină formula chimică a acesteia știind că are raportul masic Ca : S : O = 5 : 4 : 8.
Datele problemei:
Ca : S : O = 5 : 4 : 8
Rezolvare:
• Se împart rapoartele masice la
masele atomice ale
elementelor respective:
Ca: 5/40 = 0,125
S: 4/32 = 0,125
O: 8/16 = 0,5
• Se împart numerele obținute la cel
mai mic dintre ele obținându-se
numărul de atomi din elementul
respectiv:
Ca: 0,125/0,125 = 1 atom Ca
S: 0,125/0,125 = 1 atom de S
O: 0,5/0,125 = 4 atomi de O
Formula chimică este CaSO4.
Cerința:
formula chimică
1 Calculează raportul atomic al elementelor
pentru următoarele formule:
a) Ca3(PO4)2; b) Mg(HCO3)2; c) NH4NO3.
2 Calculează raportul masic al elementelor
pentru următoarele formule:
a) CaBr2; b) NaHCO3; c) Al2(CO3)2.
3 Calculează compoziția procentuală masică
pentru următoarele formule:
a) FeS; b) AlCl3; c) H3PO4; d) AgNO3.
4 Calculează compoziția procentuală masică
pentru substanțele care au raportul masic de
combinare al elementelor:
a) C : O = 3 : 4; b) C : O = 3 : 8; c) S : O = 1 : 1.
5 Calculează numărul de atomi de oxigen din:
a) 40 moli de HNO3; b) 0,2 kmoli de Ca(OH)2.
6 Calculează masa de Ca(NO3)2 care conține:
a) 8 moli de Ca2+; b) 0,04 moli de atomi de N.
7 Varul nestins (CaO) este folosit pentru obținerea varului stins, cu care se văruiește. Calculează masa de calciu din 200 g de CaO de
puritate 91%.
8 Calculează masa unui amestec de NaOH și
KOH ce conține 3 moli de NaOH, iar raportul
molar NaOH : KOH este 1:2. Calculează masa
de oxigen din acest amestec.
9 Calculează masa de calciu din 300 mg de
amestec echimasic de Ca(HCO3)2 și CaCO3.
10 Un component important al artificiilor sau a
prafului de pușcă conține 38,61% K, 13,86% N
și restul oxigen.
Determină formula chimică a acestui compus, știind că are 1 atom de K în formulă.
11 *Constituentul principal al sticlei este silicatul de sodiu. Acesta are masa molară
122 g/mol, conține 37,705% Na și are raportul de masă Si : O = 7 : 12. Determină formula
chimică a acestui compus.
Aplică ce ai învățat!
Pentru o formulă generală de tipul XaYbZc:
raportul atomic al elementelor = a : b : c
raportul masic al elementelor X : Y : Z = aArX : bArY : cArZ
% E = nr. atomi E · AE · 100
μsubstanță
De reținut formula
chimică
raportul
de masă al
elementelor
compoziția
procentuală
de masă
Chimie – Manual pentru clasa a VII-a 109
Recapitulare finală
Se dă schema de mai sus. Se cere:
1. Notează tipul amestecurilor 1, 2 și 3 din schemă.
2. Propune câte o metodă de separare pentru amestecurile 1, 2 și 3.
3. Notează natura fenomenelor F1 – F7.
4. Pentru 16
33 S precizează:
a) compoziția atomului (p+, n0
, e–
);
b) repartizarea electronilor;
c) tipul de ioni pe care îi poate forma.
5. Pentru apă:
a) modelează formarea moleculei;
b) notează 2 proprietăți fizice;
c) calculează raportul de masă al elementelor;
d) compoziția procentuală de masă;
e) calculează masa de apă care conține 2,4 g de hidrogen.
6. Se consideră substanțele din schemă: H2, O2, H2O, dioxid de sulf, sulf, CO2,
Ca(OH)2, zahăr (C12H22O11) H2CO3, CaO, Fe, sulfură de fier (II).
Completează tabelele de mai jos cu formulele corespunzătoare acestor substanțe în coloana potrivită.
Nemetale Metale Substanțe simple Substanțe compuse
Oxizi Baze Acizi Săruri Substanțe organice
7. Precizează culoarea turnesolului în prezența apei de var și, respectiv, a sifonului.
8. Dacă s-au folosit 20 g de zahăr și amestecul 1 are o concentrație de 40%, ce masă de soluție
s-a obținut și ce masă de apă a fost necesară?
Se dau mase atomice relative: H = 1, C = 12, O = 16.
Rezolvă pe caiet sarcinile de mai jos.
Vapori de apă
Dioxid de sulf
Sulfură de Fe (II)
Sifon H2CO3
Apă
Apă
Sulf
Amestec 3
var stins Ca(OH)2 și apă
Amestec 1
(apă + zahăr)
Amestec 2
(apă + pulbere sulf)
Soluție apă de var
Ca(OH)2
Fenomen F3
Fenomen F1
+ fier
Fenomen F7
Ardere
Fenomen F2
+
Zahăr
Fenomen F4
+ pulbere
sulf
Separare 2
Separare 1
Separare 3
+ var CaO / Fenomen F5
+ CO2 / Fenomen F6
H2
O2
110 Anexe
Anexa 1 – Constante fizice ale unor substanțe anorganice și organice (selecție)
Nr.
crt.
Denumire
substanță
Formula
chimică
Stare de
agregare
Densitate
(g/cm3
)
(c.n. pentru
gaze)
Temp.
topire
(°C)
Temp.
fierbere
(°C)
Solubilitate
g/100 g apă (20 °C)
1. Hidrogen H2 gaz 0,000089 –259,1 –252,9 0,00016
2. Iod I2 solid 4,9 113,7 184,3 0,029
3. Oxigen O2 gaz 0,00142 –218 –183 0,0043
4. Sulf S solid 2 115,2 444,7 -
5. Apă H2O lichid 1 0 100 -
6. Clorură de sodiu NaCl solid 2,165 801 1413 36
7. Piatră vânătă CuSO4 ·
5H2O
solid 3,603 150 - 20,7
8. Calcar CaCO3 solid 2,711 1339 - 0,0065
9. Var stins Ca(OH)2 solid 2,08 512 - 0,165
10. Sodă caustică NaOH solid 2,13 328 1388 109
11. Sodă de rufe Na2CO3 ·
10H2O
solid 2,54 851 - 21,5
Substanțe organice
Etanol C2H6O lichid 0,79 –117 78 în orice proporție
Zahăr C12H22O11 solid 1,587 186 - 200
Aspirină C9H8O3 solid 1,4 136 140 0,0003
Acetonă C3H6O lichid 0,79 –95 56,5 în orice proporție
Densitatea unor metale
Metal K Na Ca Mg Al Zn Sn Fe Ni Cu Ag Pb Hg Au Pt Os
Densitate
(g/cm3
) 0,86 0,96 1,55 1,75 2,7 7,14 7,22 7,86 8,9 8,98 10,54 11,3 13,55 19,43 21,5 22,7
Duritatea unor metale comparativ cu diamantul (10)
Na K Pb Sn Mg Co Au Zn Al Ag Cu Pt Fe W Ni Cr
0,4 0,5 1,5 1,8 2,5 5,5 2,5 2,5 2,6 2,7 3 4,3 4,5 4,5 5 5
Temperaturi de topire și de fierbere pentru unele metale
Hg K Na Sn Pb Zn Mg Al Ca Ag Au Cu Ni Fe Pt W
t.t. °C –39 63,5 97,8 232 328 419,4 651 660 851 960,5 1063 1083 1455 1528 1769 3380
t.f. °C 357 760 880 2270 1740 907 1107 2450 1484 1950 2600 2310 2730 3070 3827 5930
Constante fizice ale unor metale (selecție)
Hg Pb Sn Fe Pt Zn Al Au Cu Ag
Conductibilitate
termică cal/cm∙grd∙s 0,02 0,08 0,15 0,16 0,17 0,27 0,47 0,75 0,94 1
Chimie – Manual pentru clasa a VII-a 111
Anexa 2 – Elementele chimice (selecție)
Denumire
Simbol
Număr atomic
Ar rotunjită
Masa atomică relativă
(Ar)
Număr de masă
Denumire
Simbol
Număr atomic
Ar rotunjită
Masa atomică relativă
(Ar)
Număr de masă
Aluminiu Al 13 27 26,98 27 Iridiu Ir 77 192 192,2 192
Argint Ag 47 108 107,9 108 Kripton Kr 36 84 83,79 84
Argon Ar 18 40 39,95 40 Litiu Li 3 7 6,941 7
Arsen As 33 75 74,92 75 Magneziu Mg 12 24 24,31 24
Astatiniu At 85 (210) (210) 210 Mangan Mn 25 55 54,94 55
Aur Au 79 197 196,9 197 Mercur Hg 80 201 200,6 201
Azot N 7 14 14,01 14 Neon Ne 10 20 20,18 20
Bariu Ba 56 137 137,3 137 Nichel Ni 28 59 58,69 59
Beriliu Be 4 9 9,012 9 Oxigen O 8 16 15,99 16
Bismut Bi 83 209 208,9 209 Platină Pt 78 195 195,08 195
Bor B 5 11 10,81 11 Plumb Pb 82 207 207,2 207
Brom Br 35 80 79,90 80 Poloniu Po 84 210 (209) 209
Cadmiu Cd 48 112 112,4 112 Potasiu K 19 39 39,09 39
Calciu Ca 20 40 40,08 40 Radiu Ra 88 226 (226) 226
Carbon C 6 12 12,01 12 Radon Rn 86 (222) (222) 222
Cesiu Cs 55 133 132,9 133 Rubidiu Rb 37 85 85,47 85
Clor Cl 17 35,5 35,45 35 Seleniu Se 34 79 78,96 79
Cobalt Co 27 59 58,93 59 Siliciu Si 14 28 28,08 28
Crom Cr 24 52 51,99 52 Sodiu Na 11 23 22,99 23
Cupru Cu 29 64 63,55 64 Staniu Sn 50 119 118,7 119
Fier Fe 26 56 55,85 56 Stibiu Sb 51 122 121,76 122
Fluor F 9 19 18,99 19 Stronțiu Sr 38 88 87,62 88
Fosfor P 15 31 30,97 31 Sulf S 16 32 32,06 32
Franciu Fr 87 (223) (223) 223 Taliu Tl 81 204 204,38 204
Galiu Ga 31 70 69,72 70 Telur Te 52 128 127,6 128
Germaniu Ge 32 73 72,63 73 Uraniu U 92 238 238,0 238
Heliu He 2 4 4,003 4 Xenon Xe 54 131 131,3 131
Hidrogen H 1 1 1,008 1 Zinc Zn 30 65 65,38 65
Indiu In 49 115 114,8 115 Wolfram W 74 184 183,8 184
Iod I 53 127 126,9 127
112 Bibliografie
Bibliografie
1. Banciu, Axente Sever, Din istoria descoperirii elementelor chimice, Editura Albatros, București, 1981
2. Nenițescu, C.D., Chimie generală, EDP, București, 1985
3. Chelariu, Doina, Chimie – Caietul elevului pentru clasa a VII-a – probleme, exerciții, teste, Editura Egal, 2010
4. Dragoș, Mircea; Șoimița Komives; Aurora Zirbo, Chimie pentru grupele de performanță clasa a VII-a, Editura
Studia, Cluj-Napoca, 2008
5. Fătu, Sanda, Didactica chimiei, Editura Corint, 2007
6. Gheorghiu, Cornelia; Pîrvu, Carolina, Probleme de chimie pentru clasele VII–VIII, Editura Didactică și Pedagogică,
București, 1982
7. Klaus Sommer; Karl-Heinz Wunsch; Manfred Zettler, Compendiu de chimie, Editura All, 2000
8. Lewis, Michael, Chimie – Recapitulări prin diagrame, vol. 1 și 2, Editura All, București
9. Mandravel, Cristina; Guțul-Văluță, Melania, Sistemul Periodic al elementelor, Editura Albatros, București, 1982
10. Matei, Cristian; Berger, Daniela; Ruse, Elena, Suport de curs pentru programele Privim spre viitor-e-Chimie, vol.1 –
Chimie anorganică, Chimie analitică, Editura Politehnica Press, 2012
11. Seracu, I. Dan, Îndreptar de chimie analitică (tabele, diagrame, programe), Editura Tehnică, București, 1989
12. Solom, Cornelia; Onică, Stela; Isarii, Nina, Chimie – culegere de probleme, teste de evaluare, Editura Art, 2006
13. Spacu, Petru; Stan, Marta; Gheorghiu, Constanța; Brezeanu, Maria, Tratat de chimie anorganică – vol. III, Editura
Tehnică, București, 1978
14. Wertheim, Jane; Oxlade, Chris; Stockley, Corinne, Dicționar ilustrat de chimie, Editura Aquila, Oradea, 1993
15. Simionescu, Cristofor I., Enciclopedia de chimie, Editura Științifică și Enciclopedică, 1983
Răspunsuri
Probleme de calcul
Pag. 22: 1. 60%; 2. 1625 kg piatră de var impură, 325 kg
impurități; 3. 0,35 g impurități, 2,216 g fier, 4,434 g sulf.
Pag. 34: 7. 83,33% puritate.
Pag. 45: 2. a) 100 g; b) 300 g; c) 90 g.
Pag. 51-52: 1. sunt egale, 6,25%; 2. 1- md = 120, mapă = 680;
2 - mapă = 60, c% = 40; 3 - ms = 250, c% = 10; 4 - md = 7,2;
mapă = 52,8; 3. 20%; 4. 96 g; 5. 200 g; 6. 10 g; 7. 21,6%.
Pag. 53: 1. 14,54%; 2. 10%; 3. 40%; 4. d; 5. 150 g; 6. 16,66%;
7. 100 g.
Pag. 62: 1. a) 48 g; b) 3,2 g; 2. a) 0,1 moli; b) 2 moli;
3. 0,25 moli, 1,5055 ∙ 1023 atomi; 4. 17,94 ∙ 10–23 g; 6. 41,6 g.
Pag. 65: V) 10 g, 0,17 moli, 1,07 ∙ 1020; VI) 9,033 ∙ 1023.
Pag. 105: 1. a) 0,8 moli; b) 90 moli; c) 100 moli; 2. a) 700 g;
b) 112 kg; c) 1275 mg; 3. a) 48,176 ∙ 1023; b) 3,6132 ∙ 1026;
c) 8,306 ∙ 1023; 4. 19095 ∙ 1012 ; 5. 85 g; 6. 288 g; 7. 0,4 moli;
8. 3,25 moli; 10. 1,25 moli CuSO4, 100 moli H2O; 11. 390 fiole.
Pag. 108: 1. a) 3:2:8; b) 1:2:2:6; c) 2:4:3; 2. a) 1:4;
b) 23:1:12:48; c) 9:4:16; 3. a) 63,63% Fe, 36,36% S; b) 20,22% Al,
79,77% Cl; c) 3,06% H, 31,63% P, 65,3% O; d) 63,53% Ag,
8,23% N, 28,23% O; 4. a) 42,85% C, 57,14% O; b) 27,27% C,
72,72% O; c) 50% O, 50% S; 5. a) 7,22 ∙ 1025; b) 2,4088 ∙ 1023;
6. a) 1312 g; b) 3,28 g; 7. 130 g; 8. 456 g; 9. 0,096 g; 10. KNO3;
11. Na2SiO3.
Teste de autoevaluare
Pag. 54: I. a) masa, soluție, masice; II. 1-c, 2-d, 3-b, 4a;
III. a) filtrare, cristalizare, pâlnie de filtare, capsulă;
b) decantare, distilare, pahar Berzelius, refrigerent;
IV. 0,258 g aer; V. 8%; VI. a) 1,95%; b) 675 cm3
apă.
Pag. 66: I. a) protoni, neutroni, electroni; b) 8 p+; c) 3 p+, 4 n0
,
3 e-
; d) 5P; II. Z = 17; III. 6
12X , 6
14X , 7
14X , 7
16X ; IV. Ba, N, Be, Li, F, Si, Cl,
S, Ca, K; V. Al; VI. a) 6, 7, 8; b) X: K-2, L-4, Y: K-2, L-5; T: K-2, L-6;
VII. 838 ∙ 10 20 atomi.
Pag. 75: I. a) poziția; b) repetă, Z; c) perioadei, grupei;
d) stângă, dreaptă; e) șiruri, coloane; II. a) A, b) A, c) F, d) A,
e) A; III. c; IV. Z = 13, 13 p+, A = 27; V. a) Z = 7, b) K-2, L-5,
c) g 15, p 2, d) nemetal; VI. a) p 3, g 16, b) nemetal.
Pag. 90: I. a) neutre, b) configurație stabilă, c) soluțiile, d) II;
II. 1-f, 2-b,c, 3-a,d; 4-e; IV. solide, solubile în apă, soluția de
NaCl conduce curentul electric, soluția de zahăr nu conduce;
V. MH2SO4 = 98; VI. eseul conform informațiilor din manual.
Pag. 102: I. a) oxigenului, b) H, c) roșu carmin, d) metale;
II. 1-e, 2-d, 3-a, 4-b,c; III. cu un indicator, turnesol + acid =
roșu, turnesol + bază = albastru; IV. a) KOH, b) Li2O, c) H2S,
d) Na2SO4, e) CO2, f) CaI2, g) H2CO3, h) Na3PO4; V. magneziu
– metal; hidroxid de calciu și hidroxid de sodiu – baze, acid
clorhidric și acid sulfuric – acizi, carbonat de sodiu și sulfat de
cupru – săruri; VI. SiO2 – M = 60; VII. MgO – oxid de magneziu,
Mg(OH)2 – hidroxid de magneziu, MgSO4 – sulfat de magneziu.
Programa școlară poate fi accesată la adresa:
http://programe.ise.ro.
Tabelul Periodic
Chimie
ISBN 978-606-33-3987-5
Tradiție din 1989
Manual pentru clasa a VII-a