Wikipedia

Razlika između verzija stranice "Neorganska hemija"

Pregled historije
[pregledana izmjena][pregledana izmjena]
← Starija izmjenaNovija izmjena →
Uklonjeni sadržaj Dodani sadržaj
VizualnoWikitekst
m Uklanjanje Link FA/FL/GA
No edit summary
Red 3:
'''Neorganska hemija''' ili '''anorganska hemija''' je grana [[hemija|hemije]] o svim [[Hemijski spoj|hemijskim spojevima]] koji ne sadrže [[ugljik]], uz neke malobrojne izuzetke. Granična oblast neorganske prema [[organska hemija|organskoj hemiji]] su [[organometalna hemija|organometalni spojevi]]. Dok ti spojevi u organskoj hemiji služe samo kao pomoćna sredstva ili reagensi, anorganska hemija posmatra koordinacijsku hemiju metala.
 
Historijski, anorganska hemija se bavi supstancama koje nisu nastale kao posljedica organskog [[život]]a odnosno kao proizvod živih bića. Od sinteze [[urea|uree]] 1828. godine koju je izveo [[Friedrich Wöhler]], kada je dobio organsku supstancu ureu iz neorganskog spoja [[amonij Amonij-cijanat|amonij-cijanata]]a,<ref name="wohler1828" /> nestala je jasna granica između supstanci iz nežive (''neorganski'' spojevi) i žive prirode (''organski'' spojevi). Tako je danas poznato da brojni organizmi proizvode neorganske spojeve, dok se u laboratoriji mogu dobiti gotovo svi organski spojevi. Istovremeno moderno razlikovanje između ove dvije oblasti je i dalje smisleno, jer se mehanizmi reakcija i struktura spojeva u organskoj i neorganskoj hemiji značajno razlikuju.
 
== Historija ==
Mnogi neorganski spojevi i neke neorganske reakcije su bile poznate još u antici. Dobijanje metala iz ruda ([[zlato]], [[srebro]], [[bakar]], [[kalaj]], [[olovo (element)|olovo]], [[živa]]), proizvodnja [[keramika|keramike]], [[staklo|stakla]] ([[Egipat]]), [[porcelan]]a (Kina), mineralnih boja ([[cinabarit]], olovna bijela, [[bakar Bakar-acetat|bakar zelena]]), sumpor, kreč (u građevinarstvu), soli (poput kuhinjske), soda (za pravljenje stakla i [[sapun]]a), šalitra i mnogi drugi spojevi također spadaju u neorgansku.
 
U doba [[alhemija|alhemičara]], u 13. vijeku, bile su poznate metode pravljenja [[sumporna kiselina|sumporne kiseline]], razrijeđene [[hlorovodoničnaHlorovodična kiselina|hlorovodične kiseline]], [[dušična kiselina|dušične kiseline]], [[Aqua regia|zlatotopke]] (smjese dušične i hlorovodične kiseline za rastvaranje zlata), a mnoge od njih u Evropu donijeli su arapski alhemičari. Kasnije je [[Johann Rudolf Glauber]] oko 1650. značajno unaprijedio proces proizvodnje mnogih kiselina, kao i način dobijanja pušljive hlorovodične kiseline.
 
[[Robert Boyle]] u svom glavnom djelu ''The Sceptical Chemist'' opisao je udaljavanje od [[aristotel]]skih teorija alhemije i uvođenje eksperimentalnog istraživanja i zaključaka koje se izvode na tim eksperimentima. Značajna je njegova pretpostavka da su hemijski elementi sastavljeni iz nerazdvojivih, istih, sićušnih [[atom]]a, dok su hemijski spojevi sastavljeni iz brojnih, malih ali različitih elemenata. [[Georg Ernst Stahl]] i Johann Joachim Becher su početkom 18. vijeka razvili teoriju [[flogiston]]a. Ovom teorijom, koja se 80 godina kasnije ispostavila kao netačna, mogli su se na hemijski način objasniti procesi sagorijevanja, [[redoks reakcija|oksidacije i redukcije]] kao i vrenja. Uzrok zašto se teorija flogistona ispostavila kao netačnom je do tada nepoznata i neotkrivena supstanca u [[zrak]]u, koja je kasnije otkrivena kao [[kisik]].
 
[[Joseph Priestley]] je intenzivno proučavao [[zrak]] i otkrio da je u sastavu zraka sadržana supstanca koje omogućava [[disanje]] i podržava oksidaciju [[metal (hemija)|metala]] do metalnih oksida. Zagrijavanjem [[živaŽiva(II) -oksid|živa(II)-oksida]]a, Priestley je uspio dobiti supstancu u gasovitom stanju koja omogućava disanje i sagorijevanje, a uspio je i odrediti udio ovog gasa u zraku. Tek [[Antoine Lavoisier]] je izučavajući rezultate do kojih je došao Priestley iz njegovih istraživanja donio zaključak da ova novootkrivena supstanca (kisik) mora biti novi [[hemijski element]]. Na temelju Lavoisierovih zaključaka potvrđena je teorija elemenata koju je Boyle postavio, kao i teoriju da su elementi sastavljeni iz brojnih, identičnih, nedjeljivih atoma. Također potvrđeno je i shvatanje da se hemijski spoj sastoji iz više različitih elemenata.
 
Kao čisti elementi tada su razvrstani metali zlato, srebro, bakar, kalaj, olovo, [[cink]], kao i nemetalni elementi [[fosfor]], [[sumpor]], [[ugljik]], [[kisik]], [[dušik]] i drugi. Osim toga, Lavoisier je spoznao da se pri svakoj reakciji i hemijskoj promjeni supstanci zbir mâsa ulaznih i izlaznih proizvoda ostaje ista ([[Zakon održanja mase]]). Stari, alhemijski simboli i opisi neorganskih supstanci su zamijenjeni racionalnim oznakama sa pojedinačnim elementarnim jedinicama hemijskih spojeva. Lavoisierova teorija oksidacije<ref name="lavoisier" /> predstavljala je revolucionarnu novinu u hemiji, koja je omogućila budućim hemičarima da pronalaze nove elemente.
Red 28:
== Spojevi ==
{{Glavni|Spisak neorganskih spojeva}}
Među neorganske spojeve se tradicionalno ubrajaju [[hemijski element|elementi]] i svi hemijski spojevi koji ne sadrže ugljik. Njima se dodaju i neki izuzeci spojeva ugljika, koji su izgrađeni kao i tipični neorganski spojevi ili se historijski ubrajaju u neorganske. To su halkogenidi ugljika bez prisustva [[vodik]]a ([[ugljik -dioksid]], [[Ugljik (II) oksid|ugljik -monoksid]], [[ugljik -disulfid]], [[ugljična kiselina]] i [[karbonat]]i, karbidi kao i ionski cijanidi, cijanati i tiocijanati. [[Cijanovodik]] (cijanovodična kiselina) se smatra graničnim slučajem te ga proučava i organska i neorganska hemija. Iako se tradicionalno ubraja u neorgansku hemiju, on se smatra nitrilom<ref name="nitril1" /><ref name="mary2" /> (organska grupa spojeva) [[MetanskaMravlja kiselina|metanske kiseline]].
 
Literatura, knjige i udžbenici iz organske hemije su grupirani po hemijskim elementima periodnog sistema. U većini knjiga obrađeni su obim rasprostranjenosti elemenata ili hemijskih spojeva i načini njihovog dobijanja iz minerala, soli, vodenih rastvora ili gasova. Osim toga, opisani su važnije reakcije ovih sa drugim elementima.
Red 45:
[[Voda]] je najvažnija supstanca neorganske hemije. Ona ima kovalentne, polarne veze između atoma i može dobro rastvarati mnoge neorganske soli. Temperaturni raspon između tačke topljenja i tačke ključanja vode omogućava život na našoj planeti rastvorljivošću organskih i neorganskih supstanci u tekućoj vodi.
 
Neorganske soli se razlikuju među sobom po rastvorljivosti u vodi. Zbog različitih nivoa rastvorljivosti u vodi mnoge soli se mogu odvojiti jedna od druge putem [[filtracija|filtriranja]]. Mješavina dvije soli koja su rastvorljive u vodi, naprimjer [[barij -hlorid]] i [[natrij -sulfat]], može dovesti do stvaranja teško rastvorvljive soli (kao što je [[barij -sulfat]]). Ako je [[proizvod rastvorljivosti]] neke soli nizak, on se istaloži.
 
Mnogi kationi metala sa sulfidnim anionima grade rastvor teško rastvorljivih sulfida. Pravilnim izborom kiselina i baza određene grupe hemijskih elemenata se mogu prevesti u taloge svojih sulfida, te se zatim mogu odrediti ili izmjeriti. U [[analitička hemija|analitičkoj hemiji]] taloženje sulfida je jedan od važnijih koraka za proučavanje metalnih kationa. Oni se također nalaze i u sastavu stijena i [[mineraliMineral|minerala]]. Metali u stijenama često su vezani u obliku silikata a oni nisu gotovo nikako rastvorljivi u vodi. Osim vrlo jakih kiselina, neorganski hemičari koriste i sodu (natrij hidroksid) za rastvaranje sadržaja stijena.
 
*[[Beton]]: U građevinarstvu, silikati imaju veoma važnu ulogu, naprimjer aluminij silikati, koji su poznati i kao [[glina]]. Ako se glina pomiješa sa [[krečKalcij-oksid|krečom]]om nastaje [[Cement (građevinski materijal)|cement]]. Miješanjem pijeska i isitnjenog kamenja sa cementnim malterom nastaje beton. Gotovo sve moderne građevine danas najvećim dijelom sadrže beton.
*[[Porcelan]]: Druga vrsta gline je [[kaolin]]. Pomiješan sa [[kvarc]]om i [[feldspat]]om, kaolin se peče i nastaje porcelan.
*[[Staklo]]: Ukoliko se u kvarcni pijesak doda soda i zagrijava na 1000&nbsp;°C, nastaje staklo.
 
Slabo rastvorljive soli se koriste i kao pigmenti koji daju boju lakovima. Neorganski spojevi imaju veliki značaj i kao [[Đubrivo|umjetna đubriva]]. Ove soli su uglavnom dobro rastvorljive u vodi, mada pri đubrenju nije dobra osobina ni prevelika rastvorljivost. Amonij sulfat, [[kalij -hlorid]] i fosfatna đubriva (nešto slabije rastvorljiva u vodi) u znatnoj mjeri poboljšavaju plodnost tla.
 
=== Kiseline i baze ===
Neke od važnijih neorganskih (mineralnih) [[kiseline|kiselina]] su:
* H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> - [[sumporna kiselina]]
* HCl - [[hlorovodoničnahlorovodična kiselina]] (''solna kiselina'')
* HNO<sub>3</sub> - [[dušična kiselina]]
* H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> - [[Fosforna kiselina|fosfatna kiselina]]
 
Među važne neorganske baze spadaju:
* [[natrij -hidroksid]]
* [[amonijak]]
 
Red 71:
Mnoge reakcije sa neorganskim spojevima su povezane sa otpuštanjem raznih [[plin|gasova]]. Pri [[elektroliza|elektrolizi]] vode nastaju gasovi vodik i [[kisik]].
 
Kod hlor-alkalne elektrolize nastaju gasovi vodik i [[hlor]]. Oni mogu međusobno reagirati dajući gas [[hlorovodonikhlorovodik]], koji dalje reagirajući sa vodom gradi [[hlorovodoničnaHlorovodična kiselina|hlorovodoničnuhlorovodičnu kiselinu]]. Sagorijevanjem [[sumpor]]a u zraku razvija se gas [[sumpor -dioksid]]. U prisustvu katalizatora (vanadij oksida) dvije molekule sumpor dioksida mogu reagirati sa jednim atomom kisik gradeći [[sumpor -trioksid]]. Rastvarajući se u vodi, sumpor trioksid daje sumpornu kiselinu. [[Vodik -sulfid|Sumporovodik]] se može dobijati iz [[Pirit (mineral)|pirita]] (FeS<sub>2</sub>) i solne kiseline.
 
[[Ugljik -dioksid]] nastaje, između ostalog, zagrijavanjem [[Kalcij-karbonat|kalcij karbonat-karbonata]]a naprimjer pri žarenju kreča kod proizvodnje cementa. Kad se cement stvrdne, ponovno upija ugljik dioksid iz zraka. Dušik iz zraka i gas vodik mogu se spojiti pod visokim pritiskom i temperaturom od 500&nbsp;°C dajući gas [[amonijak]], a taj proces proizvodnje amonijaka se naziva Haber-Boschov proces. Amonijak se pomoću takozvanog Ostwaldovog procesa može spojiti sa kisikom u dušik monoksid koji dalje reagira sa jednim atomom kisik i prelazi u dušik dioksid. Njegovim rastvaranjem u vodi dobija se dušična kiselina. Pomoću Lindenovog procesa, iz zraka se ukapljivanjem mogu izdvojiti kisik, dušik i [[argon]]. Zabilježen je rastući trend industrijskog dobijanja čistih gasova kao i izučavanje procesa za odvajanje gasova pomoću izuzetno finih poroznih membrana (gasnih membrana). Također, vrlo važna oblast za izučavanje gasova u zraku je [[atmosferska hemija]].
 
=== Ostali ===
Red 81:
Ioni prelaznih metala ([[titanij]]a, [[vanadij]]a, [[hrom]]a, [[mangan]]a, [[željezo|željeza]], [[kobalt]]a, [[nikl]]a, [[bakar|bakra]]), koji posjeduju d-ljusku, grade sa ligandima komplekse raznih boja. Ion bakra(II) sa amonijakom gradi plavo obojeni bakar tetramin kompleks. U pruskom plavom, željezo(III) heksacijanoferatu, svaki ion željeza je okružen sa šest cijanidnih iona kao ligandima.
 
[[Teorija ligandnog polja]] opisuje prostornu koordinaciju i uticaj elektronske strukture iona i prirode liganda na sastav i strukturu kompleksa.<ref name="split" /> Pomoću magnetohemije i boje rastvora, neorganski hemičari mogu proučavati koordinaciju takvih kompleksa. U permanganat anionu ion mangana(VII) sadrži četiri atoma kisika kao ligande. Živo obojeni kompleks [[kalij Kalij-permanganat|kalij-permanganata]]a u [[titracija|titraciji]] služi za količinsko određivanje sadržaja.
 
I organske kiseline poput [[EDTA]] (kvantitativno određivanje zemnoalkalnih iona), [[Vinska kiselina|vinske]] ili [[limunska kiselina|limunske kiseline]] (sa bakrom(II) kao Fehlingov reagens ili Benedictov reagens za određivanje oksidiranih šećera) kao i dioksimi (diacetildioksim za određivanje nikla) mogu se često spajati na katione kao živo obojeni ligandi (tačnije helati).
Red 90:
Kod redoks reakcija [[elektron]]i se prenose sa jednog reagensa na drugi. Tipična redoks reakcija je reakcija dva ili više hemijska elementa koji daju neki spoj. Najpoznatije redoks reakcije su, između ostalih, eksplozivna reakcija vodika i kisika kojom nastaje voda i reakcija [[korozija|korozije]] pri kojoj neplemeniti metali (naprimjer željezo) reagiraju sa kisikom dajući okside.
 
Reakcije kiselina i baza su one kod kojih se prenose [[proton]]i. Pri tome kiseline daju bazama jedan ili više protona. Kao rezultat takvih reakcija nastaju uglavnom [[voda]] i [[Soli (hemijski spojevi)|soli]]. Među najpoznatijim takvim reakcija je reakcija hlorovodonične kiseline sa sodom čime nastaje [[natrij -hlorid]] i voda. Pošto se ove vrlo brzo odvijaju, mogu se vrlo precizno provjeriti i pratiti pomoću indikatora, i kao takve igraju vrlo važnu ulogu u analitičkoj hemiji.
 
U neorganskoj hemiji dobijanje nerastvorljivih soli ili gasovitih spojeva je važan pokretač za reakcije, jer tokom njih proizvodi reakcije napuštaju ravnotežni položaj te se reakcija u potpunosti kreće samo u jednom pravcu. Tako naprimjer dodavanje rastvora [[Barij-hlorid|barij hlorid-hlorida]]a u veću količinu [[Natrij-sulfat|natrij sulfat-sulfata]]a daje reakciju taloženja teško rastvorljivog [[Barij-sulfat|barij sulfat-sulfata]]a, a ta reakcija je u tolikoj mjeri potpuna, da se nakon filtriranja barij sulfata u rastvoru preostalog natrij hlorida više ne može dokazati prisustvo barijevih iona:
:<math>\mathrm{BaCl_2 + Na_2SO_4 \longrightarrow BaSO_4 + 2 \ NaCl}</math>
Kao primjer jedne usmjerene ravnotežne reakcije na osnovu isparljivih gasova je pretvaranje [[amonij Amonij-hlorid|amonij-hlorida]]a sa natrijevom sodom u isparljivi [[amonijak]]:
:<math>\mathrm{NH_4Cl + NaOH \longrightarrow NH_3 + H_2O + NaCl}</math>
Takve reakcije u analitičkoj hemiji su također veoma važne.
 
Brojni neorganski spojevi se mogu raspadati na višim temperaturama, pri čemu se iz njih oslobađaju gasovi. Primjer takve reakcije je žarenje kreča, kada se iz [[Kalcij-karbonat|kalcij karbonat-karbonata]]a oslobađa [[ugljik -dioksid]] a preostaje [[kalcij -oksid]].
 
== Podoblasti neorganske hemije ==
Red 122:
 
== Literatura ==
{{Commonscat|Inorganic chemistry}}▼
* Arnold F. Holleman, Egon Wiberg: ''Lehrbuch der Anorganischen Chemie''. 102. izd., de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1
* D. F. Shriver, P. W. Atkins]], C. H. Langford: ''Anorganische Chemie'', 2. izd. Wiley-VCH, Weinheim 1997, ISBN 978-3-527-29250-9
Line 144 ⟶ 145:
 
{{Granehemije}}
▲{{Commonscat|Inorganic chemistry}}
[[Kategorija:Hemija]]
Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/wiki/Neorganska_hemija"