9.1 Oksidacijos laipsnis
9.2 Valentingumas
9.3 Jonų atpažinimo reakcijos
9.4 Dujų nustatymas
9.5 Organinių medžiagų nustatymas
9.6 Kai kurios cheminės medžiagos
9.7 Idealiosios dujos ir svarbiausios konstantos

9.1. OKSIDACIJOS LAIPSNIS

Oksidacijos laipsnis – tai krūvis, kurį įgytų atomas, jei visos cheminį ryšį sudarančios elektronų poros būtų atiduotos elektroneigiamesniam elementui. Oksidacijos laipsnis užrašomas virš elemento simbolio su “+” arba “–” ženklu: Mn⁺⁷(KMnO₄). Jono krūvis žymimas taip: Ba²⁺. Oksidacijos laipsnio skaičiavimo taisyklės:

1. vieninių medžiagų oksidacijos laipsnis lygus nuliui;
2. H – +1, išskyrus metalų hidridus, kuriuose H oksidacijos laipsnis lygus –1. Pavyzdžiui: ;
3. O – –2, išskyrus peroksidus, bei fluoro okside;
4. šarminių metalų oksidacijos laipsnis yra +1;
5. iš dviejų atomų neigiamą oksidacijos laipsnį įgauna tas, kurio elektroneigiamumas didesnis. Ppavyzdžiui: , nes As elektroneigiamumas yra 1,0, o Se – 2,4;
6. visų molekulę sudarančių elementų oksidacijos laipsnių suma lygi nuliui, o sudėtingame jone - jono krūviui:

Atsižvelgiant į oksidacijos laipsnį, klasifikuojamos medžiagos, oksidacijos–redukcijos reakcijos. Pavyzdžiui, meta–, orto–, piro– fosforo rūgštyse (atitinkamai ) fosforo oksidacijos laipsnis yra +5. Vadinasi, šių rūgščių savybės panašios, bet jos skiriasi nuo ortofosfitinės rūgšties savybių (P oksidacijos laipsnis yra +3).

Oksidacijos laipsnis leidžia numatyti medžiagų oksidacines–redukcines savybes. Aukščiausią oksidacijos laipsnį (kuris dažniausiai atitinka grupės numerį periodinėje elementų sistemoje) turintys elemento atomai reakcijose būna oksidatoriai. Atomai, turintys minimalų oksidacijos laipsnį, yra reduktoriai. Atomai, turintys tarpinį oksidacijos laipsnį, turi oksidacinių ir redukcinių savybių.

Perioduose iš kairės į dešinę oksidacijos laipsnis nuosekliai didėja, nes jis paprastai prilygsta grupės numeriui. Pagrindiniuose pogrupiuose iš viršaus į apačią žemesnio oksidacijos laipsnio junginių stabilumas didėja, o šalutiniuose – atvirkščiai, pastovesni aukštesnio oksidacijos laipsnio junginiai.

Anksčiau valentingumą apibūdindavo kaip vieno atomo savybę prijungti tam tikrą kitų elementų skaičių. Vėliau valentingumas buvo susietas su nesuporuotų elektronų, sudarančių tarp atomų jungtis, skaičiumi. Pavyzdžiui:

Dažnai atomo valentingumas junginyje lygus periodinės sistemos grupės, kurioje yra elementas, numeriui. Tačiau antrojo periodo elementų valentingumas ne visuomet sutampa su grupės numeriu ir nebūna didesnis nei 4.

Sudėtingose molekulėse nustatyti valentingumą sunku, todėl dažnai vartojama oksidacijos laipsnio savoka. Tai formalus ir lengviau apskaičiuojamas dydis.

Oksidacijos laipsnio ir valentingumo skaičiavimo pavyzdžiai:

HCl – druskos rūgštis. Vandeninis vandenilio chlorido tirpalas vandenyje. Koncentruota yra 37% (d = 1,19 g/ml).

H₂SO₄ – sieros rūgštis. Koncentruota yra 95,98% (d = 1,84g/ml). Tirpsta vandenyje, išskirdama didelį šilumos kiekį. Gaminama Kėdainių chemijos gamykloje.

HNO₃ – azoto rūgštis. Aštraus kvapo bespalvis skystis, gerai tirpsta vandenyje. Koncentruota yra 60% (d = 1,367 g/ml), rudos spalvos dėl NO₂ priemaišų. Šviesoje skyla. Gaminama Jonavoje.

„Karališkas vanduo” (aqua regia) – koncentruotų rūgščių mišinys: 1 tūris HNO₃ ir 3 tūriai HCl. Stiprus oksidatorius, tirpina Pt, Au ir kitus metalus, netirpstančius paprastose rūgštyse.

H₃PO₄ – ortofosfatinė rūgštis. Kieta kristalinė medžiaga, gerai tirpstanti vandenyje. Gaminama Kėdainių chemijos gamykloje.

CH₃COOH – acto rūgštis.

NaOH – „muilo akmuo” arba kaustinė soda. Kieta balta kristalinė medžiaga. Gerai tirpsta vandenyje, išskirdama šilumą. Ore ištyžta, nes sugeria drėgmę.

CuSO₄ × 5H₂O – „mėlynasis akmenėlis”.

FeSO₄ × 7H₂O – „žaliasis akmenėlis”.

CaO – negesintos kalkės.

Ca(OH)₂ – kalcio hidroksidas (gesintos kalkės). Balti birūs milteliai, menkai tirpstantys vandenyje.

• kalcionuota soda – bevandenis natrio karbonatas – Na₂CO₃;
• kristalinė soda – Na₂CO₃ × 10H₂O;
• geriamoji (valgomoji) soda – NaHCO₃;

C₂H₅OH – etilo alkoholis (etanolis, vyno spiritas). Bespalvis skystis, bet kokiu santykiu maišosi su vandeniu, alkoholiais, gliceroliu ir kitais tirpikliais. Dega melsva liepsna. Naudojamas gaminant sintetinį kaučiuką, chloroformą ir kt. Etilo alkoholis – narkotikas.

Nitroglicerinas – glicerolio ir azoto rūgšties esteris. Aliejiškas skystis, netirpstantis vandenyje. Sprogsta pašildytas ar sukrėstas. Naudojamas dinamitui gaminti. 1% alkoholinis nitroglicerino tirpalas naudojamas medicinoje kraujagyslėms praplėsti. Nitroglicerino formulė:

Sacharozė (C₁₂H₂₂O₁₁) – runkelių, cukranendrių cukrus. Molekulę sudaro gliukozės ir fruktozės liekanos. Bespalviai daugiasieniai kristaliukai, gerai tirpstantys vandenyje. Sacharozė yra cukrinio diabeto ir dantų karieso priežastis.

Sacharinas . Pirmą kartą susintetintas 1879 m. Jis yra 400–500 kartų saldesnis už cukrų, bet truputį kartina. Nekaloringa medžiaga, kurią žmogaus organizmas gerai pašalina. Patariama naudoti nedidelėmis dozėmis.

Ksilitolis – , gaunamas iš daugelio augalų. Jis du kartus saldesnis už cukrų, sumažina dantų karieso procesą. Pigesnis nei sorbitolis, bet 10 kartų brangesnis už cukrų.

Karčioji druska – MgSO₄ × 7H₂O. Vartojamas kaip vaistas prieš vidurių užkietėjimą.

„Sidabro vanduo” – vanduo, kuriame ištirpęs didelis Ag kiekis. Šiame vandenyje esantys Ag⁺ jonai pasižymi antiseptinėmis savybėmis.

Amoniako vanduo – NH₃ × H₂O. Gaunamas prisotinant vandenį amoniako dujomis. 1l vandens tirpsta 700ml amoniako dujų.

Askorbino rūgštis (vitaminas C): . Bespalvė kristalinė medžiaga.

Plastilinas – medžiaga lipdymui. Tai molis su vaško, taukų ir vazelino priemaišomis, neleidžiančiomis jam išdžiūti.

Freonai (šaldikliai) – gaunami veikiant fluoro vandeniliu atitinkamus chlorintus angliavandenilius. Nenuodingi. Labiausiai paplitęs freonas–12 (CCl₂F₂) ir freonas–11 (CCl₃F). Vartojami buitiniuose šaldytuvuose.