Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Udostępnij materiał Zapisz jako PDF

Wszystko, co nas otacza, jest zbudowane z substancji chemicznych. Każda substancja charakteryzuje się określonym składem, budową i właściwościami. Różnorodność występujących w przyrodzie minerałów stwarza duże możliwości ich wykorzystania w praktyce.

RfqP9fwQi5SQg1
Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.
iFYE7c8iwj_d5e507

1. Krzemionka

Krzemionka – tlenek krzemu(IV) – to podstawowy składnik piasku, skał i gleb. Już od najdawniejszych czasów ludzie wykorzystywali niezwykłe właściwości tej substancji.

RXX7KVtPA9bDx1
Źródło: Aleksandra Ryczkowska, Didier Descouens (https://commons.wikimedia.org), Robert Lavinsky (https://commons.wikimedia.org), Manfred Mader (https://commons.wikimedia.org), licencja: CC BY-SA 3.0.
R1OkbJfVZGYib1
Źródło: Dariusz Adryan, yaros 2006 (https://commons.wikimedia.org), Didier Descouens (https://commons.wikimedia.org), anja_ferstl0 (https://pixabay.com), licencja: CC BY-SA 3.0.
iFYE7c8iwj_d5e546

2. Szkło

Szkło jest materiałem bezpostaciowym, który otrzymuje się w wyniku stopienia mieszaniny piasku kwarcowego (SiO2), wapienia (CaCO3) i sody (Na2CO3) oraz stłuczki szklanej. Każdy rodzaj szkła ma określone właściwości i wynikające z nich zastosowanie.

R1VGIY1oeKoPm1
Źródło: Krzysztof Jaworski, licencja: CC BY 3.0.
R4OjHaAbOvULC1
Źródło: Dariusz Adryan, (http://slodive.com), PCHS-NJROTC (https://commons.wikimedia.org), m227 (https://pixabay.com), Republica (https://pixabay.com), sbl0323 (https://pixabay.com), HebiFot (https://pixabay.com), JamesDeMers (https://pixabay.com), Nihis (https://pixabay.com), PixelAnarchy (https://pixabay.com), mimikama (https://pixabay.com), jaymethunt (https://pixabay.com), garann (https://www.flickr.com), licencja: CC BY-SA 3.0.
iFYE7c8iwj_d5e585

3. Skały wapienne i skały gipsowe

W skład minerałów i skał, które budują skorupę ziemską, wchodzi wapń. Pierwiastek ten jest głównym składnikiem skał wapiennych oraz skał gipsowych. Rola chemików w pozyskiwaniu i przemysłowym przetwarzaniu zasobów Ziemi jest nieoceniona.

Skały wapienne i gipsowe

Skały wapienne

Skały gipsowe

Skała RękawicaiFYE7c8iwj_d963e354Skała Rękawica w Ojcowskim Parku Narodowym jest zbudowana z jurajskich wapieni.

Jaskinia SkorocickaiFYE7c8iwj_d963e360Jaskinia Skorocicka w Górach Świętokrzyskich to najdłuższa jaskinia gipsowa w Polsce.

Skały wapienne to skały, których głównym składnikiem jest kalcyt – związek o wzorze sumarycznym CaCO3.

Skały gipsowe to skały, których głównym składnikiem są anhydryt (CaSO4) oraz gips krystaliczny – związek o wzorze sumarycznym CaSO4 · 2H2O.

W wyniku intensywnego prażenia tego związku powstaje wapno palone, czyli CaO oraz CO2.

W wyniku intensywnego prażenia tego związku powstaje gips palony, czyli (CaSO4)· H2 oraz H2O.

Wapno palone jest stosowane do produkcji wapna gaszonego, które jest składnikiem zaprawy murarskiejtynkarskiej.

Gips palony i woda są składnikami zaprawy gipsowej.

Twardnienie ww. zapraw zachodzi pod wpływem tlenku węgla(IV), dlatego zaprawę tę nazywa się powietrzną: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O.

Twardnienie ww. zaprawy zachodzi pod wpływem wody, dlatego zaprawę tę nazywa się hydrauliczną:  (CaSO4)2 · H2O + 3H2O → 2(CaSO4 · 2H2O).

Węglan wapnia reaguje z kwasami, dzięki temu może być stosowany do odkwaszania gleb. Ponadto wapienie i marmur wykorzystuje się do otrzymywania materiałów budowlanych. Kreda jest skałą, którą dodaje się do m.in. białych farb, kitu, proszków i past do zębów. Po zmieszaniu z gipsem służy do wyrobu kredy do pisania.

Gips palony ze względu na łatwość wiązania wody może być stosowany np. do wytwarzania sztukaterii gipsowej, form do odlewów. Pewne ilości gipsu używa się do produkcji farb i lakierów. Szczególne zastosowanie znajduje w medycynie. Ponadto znaczne jego ilości są wykorzystywane do tworzenia wyrobów artystycznych. W rzeźbiarstwie bardzo cenionym materiałem jest alabaster.

iFYE7c8iwj_d963e354
iFYE7c8iwj_d963e360
iFYE7c8iwj_d5e653

4. Cement, beton i zaprawa murarska

Cement, beton i zaprawa murarska to ważne materiały budowlane. Cement jest produkowany w cementowniach poprzez wypalenie mieszaniny wapieni oraz gliny i zmielenie otrzymanego spieku z gipsem krystalicznym. Beton powstaje w wyniku stwardnienia mieszaniny złożonej z cementu, kruszywa (piasku, żwiru, żużla) oraz wody w odpowiednich proporcjach, w specjalnych urządzeniach zwanych betoniarkami. Zaprawa murarska to mieszanina cementu, piasku i wody (zaprawa cementowa), często z dodatkiem wapna hydratyzowanego (zaprawa cementowo‑wapienna).

Rs8W7H4a1wlUY1
Most Vasco da Gamma w Lizbonie jest spektakularnym przykładem wykorzystania betonu we współczesnym budownictwie
iFYE7c8iwj_d5e689

5. Hydraty i zaprawa gipsowa

Hydraty (wodziany) to uwodnione sole. Są to związki chemiczne, które zawierają cząsteczki wody wbudowane w sieć krystaliczną. Często ta sama substancja może tworzyć kilka różnych hydratów, np.: gips krystaliczny CaSO4 · 2H2O oraz gips palony (CaSO4)2 · H2O – i to właśnie ten hydrat ma największe zastosowanie.

RSIXq2GPwYTVX1
Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.
iFYE7c8iwj_d5e725

6. Alotropia pierwiastków chemicznych

Niektóre pierwiastki chemiczne, głównie niemetale, tworzą odmiany alotropowe, które mogą różnić się budową sieci krystalicznej lub liczbą atomów w cząsteczce. Mają one odmienne właściwości fizyczne i różną aktywność chemiczną. Grafit, diament, fullereny i grafen to odmiany alotropowe węgla.

R1UmzU0FOXnOx1
Alotropia węgla
iFYE7c8iwj_d5e762

7. Mydła i detergenty

Mydła i detergenty są wykorzystywane do mycia i prania, ponieważ wykazują zdolność usuwania brudu. Zbudowane są z części hydrofilowej (polarnej) oraz hydrofobowej (niepolarnej), a ich działanie polega na obniżaniu napięcia powierzchniowego wody. Mydła są wrażliwe na twardą wodę, a detergenty – nie.

RLKVC2tGwneej1
Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.
iFYE7c8iwj_d5e798

8. Środki czyszczące

Obecnie do mycia i czyszczenia używa się wielu różnych preparatów. Ich starannie dobrany skład ma gwarantować skuteczność działania. Niektóre z nich mają właściwości żrące bądź drażniące, dlatego podczas ich stosowania należy zachować zalecane środki ostrożności. Nawet małe stężenia składników środków czyszczących w zbiornikach wodnych mogą przyczyniać się do degradacji środowiska przyrodniczego, dlatego chemicy stworzyli środki biodegradowalne.

R16s7OlxVuoX31
Źródło: Alexandr Trubetskoy (https://commons.wikimedia.org), licencja: CC BY-SA 3.0.
iFYE7c8iwj_d5e834

9. Emulsje

Emulsja to mieszanina co najmniej dwóch niemieszających się cieczy z emulgatorem. Dodatek emulgatora utrwala emulsję. Woda jest zazwyczaj jedną fazą tego układu, natomiast drugą stanowi ciecz niemieszająca się z wodą, nazywana fazą olejową.

R1VyRsaDm4eNp1
Źródło: jules:stonesoup (https://www.flickr.com), licencja: CC BY 2.0.
iFYE7c8iwj_d5e871

10. Leki

Dzięki rozwojowi medycyny i farmacji możemy w przypadku problemów ze zdrowiem stosować substancje o działaniu terapeutycznym – leki. Należy jednak pamiętać, że wszystkie leki przeznaczone dla osób chorych mogą być trucizną dla ludzi zdrowych. Ich zażywanie bez istotnej potrzeby bądź w nadmiarze może doprowadzić do przewlekłych zatruć, uszkodzenia nerek, wątroby czy szpiku kostnego. Dlatego zażywając leki, należy przestrzegać ściśle zaleceń lekarza lub farmaceuty oraz informacji podanych w ulotkach.

Re0F5YU1Dyxe01
Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.
iFYE7c8iwj_d5e907

11. Chemiczne regulatory nastroju

Alkohol, nikotyna oraz narkotyki to kolejna grupa substancji, których spożywanie może prowadzić do uzależnienia. Alkaloidy zawarte w tych używkach działają na korę mózgową i ośrodkowy układ nerwowy.

RDqXciWYeIF651
Źródło: Dariusz Adryan, KGM007 (https://commons.wikimedia.org), MarkSweep (https://commons.wikimedia.org), United States Fish and Wildlife Service (https://commons.wikimedia.org), licencja: CC BY 3.0.
iFYE7c8iwj_d5e943

12. Napoje

Woda jest niezbędnym elementem codziennego pożywienia i podstawowym składnikiem naszego organizmu. Aby uzupełnić ilość płynów, możemy sięgnąć nie tylko po wodę mineralną. Na półkach sklepowych można zobaczyć: soki i napoje owocowe oraz warzywne, mleko i napoje mleczne, napoje energetyczne, napoje typu cola i inne. Osoby uprawiające sport korzystają z tzw. napojów izotonicznych. Popularnymi składnikami codziennego menu są kawa i herbata, ale nie można traktować ich jako źródła wody, ponieważ działają moczopędnie.

RDjUHjRdwmdk01
Charakterystyka różnych rodzajów napoi
iFYE7c8iwj_d5e980

13. Przetwarzanie żywności – fermentacja

Proces fermentacji, obok suszenia, jest najstarszą i najtańszą metodą utrwalania żywności. Zachodzi z udziałem mikroorganizmów (bakterii i drożdży) i może mieć przebieg beztlenowy lub tlenowy.

Fermentacja

FERMENTACJA

BEZTLENOWA

TLENOWA

C6H12O6drożdże2C2H5OH + 2CO2
C6H12O6bakteriemlekowe2CH3CH(OH)COOH
C2H5OH + O2bakterieoctoweCH3COOH + H2O

Zastosowanie: produkcja wina, piwa i innych napoi alkoholowych, pieczenie ciasta drożdżowegoiFYE7c8iwj_d963e557pieczenie ciasta drożdżowego

Zastosowanie: wytwarzanie przetworów mlecznych, np. kefiru, jogurtówiFYE7c8iwj_d963e563jogurtów, serów, produkcja wędlin, np. salami

Zastosowanie: wytwarzanie kwasu octowegoiFYE7c8iwj_d963e569kwasu octowego

iFYE7c8iwj_d963e557
iFYE7c8iwj_d963e563
iFYE7c8iwj_d963e569
iFYE7c8iwj_d5e1062

14. Konserwowanie żywności

Na co dzień mamy do czynienia z problemem psucia się żywności, dlatego ludzie od tysięcy lat stosowali różne metody przedłużania trwałości produktów spożywczych, m.in. poprzez dodawanie substancji konserwujących, takich jak sól kuchenna, ocet, cukier. Współcześnie obok tradycyjnych metod stosowane są nowoczesne technologie, dzięki którym uniemożliwia się lub ogranicza rozwój bakterii, drożdży i pleśni oraz zapobiega się reakcjom podstawowych składników żywności z tlenem i z wodą.

RXo0B3vIN3jh21
Źródło: Aleksandra Ryczkowska, U.S. Department of Agriculture (https://www.flickr.com), licencja: CC BY 3.0.
iFYE7c8iwj_d5e1098

15. Zdrowa dieta

Wybór produktów, jakie codziennie spożywamy, ma ogromne znaczenie dla zapewnienia zdrowia i prawidłowego funkcjonowania naszego organizmu.

Zasady zdrowego żywienia

Zasady zdrowego żywienia

Odżywiaj się regularnie (spożywaj 4–5 posiłków dziennieiFYE7c8iwj_d963e614posiłków dziennie) i dbaj o różnorodność tego, co jesz.

Dostarczysz organizmowi wszystkich potrzebnych substancji odżywczych oraz unikniesz nieprzyjemnych ataków odczuwania głodu.

Spożywaj dużo warzyw i owocówiFYE7c8iwj_d963e620warzyw i owoców.

Zapewnisz organizmowi witaminy i składniki mineralne. Spożywaj je kilka razy dziennie także ze względu na dużą zawartość błonnika i małą zawartość tłuszczu.

Spożywaj zdrowe węglowodany i nasionaiFYE7c8iwj_d963e626nasiona roślin strączkowych.

Dostarczysz organizmowi potrzebnych węglowodanów w produktach o niskim indeksie glikemicznym.

Pij wodęiFYE7c8iwj_d963e633wodę, zwłaszcza średnio zmineralizowaną. Wodę najlepiej pić małymi łykami.

W najlepszy możliwy sposób nawodnisz swój organizm.

Unikaj nadmiaru soli i sacharozyiFYE7c8iwj_d963e639nadmiaru soli i sacharozy, zbyt dużych ilości tłuszczu, sięgaj częściej po tłuszcze roślinne niż zwierzęce. Nie pal papierosów, nie spożywaj alkoholu, nie sięgaj po narkotyki i dopalacze!

Unikniesz wielu schorzeń takich jak: otyłość, cukrzyca, próchnica zębów, osteoporoza, choroby serca, udary mózgu itd.

iFYE7c8iwj_d963e614
iFYE7c8iwj_d963e620
iFYE7c8iwj_d963e626
iFYE7c8iwj_d963e633
iFYE7c8iwj_d963e639
iFYE7c8iwj_d5e1212

Zadania

Pamiętam i rozumiem

  1. Wymień podstawowe surowce mineralne, które służą do wytwarzania materiałów budowlanych.

  2. Przedstaw różnice pomiędzy betonem, cementem a zaprawą budowlaną.

  3. Omów zastosowanie każdej z odmian alotropowych węgla, nawiązując do ich właściwości.

  4. Wytłumacz, jakie są przyczyny powstawania kamienia kotłowego w czajniku.

  5. Wyjaśnij określenie „chleb na zakwasie”.

  6. Opisz, jak działa lek na nadkwasotę.

Czytam i interpretuję

  1. W dowolnym źródle (podręczniki, książki, encyklopedie, Internet) znajdź informacje, na jakiej zasadzie działają szkła fotochromowe. Wyjaśnij, dlaczego okulary fotochromowe nie spełniają dobrze swojej funkcji podczas prowadzenia samochodu, mocniej przyciemniają się w górach i poza miastem oraz nie sprawdzają się jako szkła przeciwsłoneczne latem.

  2. Z układu okresowego odczytaj dostępne informacje na temat pierwiastków o liczbach atomowych: 6 oraz 14. Informacje te zestaw w tabeli, dopisując właściwości fizyczne i chemiczne tych pierwiastków.

  3. Na podstawie informacji zawartych w ulotce dowolnego leku określ: w jakich przypadkach ten lek może być stosowany, w jakich dawkach, przed posiłkiem czy po nim oraz czy są jakieś szczególne wskazania związane z wiekiem osoby zażywającej lek.

  4. Wyszukaj co najmniej trzy etykiety jogurtów i wybierz wśród nich produkt niezawierający syntetycznych dodatków do żywności oraz produkt o najdłuższym okresie przydatności do spożycia. Czy istnieje jakiś związek pomiędzy tymi danymi?

Rozwiązuję problemy

  1. Wyjaśnij, dlaczego lampy kwarcowe są używane m.in. do dezynfekcji sal szpitalnych.

  2. Zaprojektuj doświadczenie, aby wykazać obecność wody w chlorku kobaltu(II) – woda (1/6).

  3. Zastanów się, jakie wiadomości poznane na lekcjach chemii przydają się podczas przygotowywania i przechowywania żywności w kuchni.

  4. Oceń, dlaczego żyletka, liście czy owady utrzymują się na powierzchni wody, natomiast jeśli do wody dodamy płyn do kąpieli, to obiekty te toną. Jakie inne środki mogą spowodować taki sam efekt jak płyn do kąpieli?

  5. Jaki napój warto polecić – kawę czy herbatę? Uzasadnij odpowiedź, biorąc pod uwagę właściwości składników tych napojów.

  6. Wyjaśnij, dlaczego palenie papierosów jest szkodliwe dla zdrowia. Podaj przykłady substancji wchodzących w skład dymu papierosowego i scharakteryzuj kilka z nich.

  7. Jakich argumentów naukowych użyjesz w dyskusji o szkodliwości nadużywania alkoholu?

iFYE7c8iwj_d5e1309

Projekt badawczy

Badanie wpływu emulgatora na trwałość emulsji

Autor/ Nauczyciel

Tytuł projektu

Badanie wpływu emulgatora na trwałość emulsji

Temat projektu

Badana hipoteza

1. Ilość emulgatora znacząco wpływa na trwałość emulsji
2. Trwałość emulsji zależy od rodzaju dodanego emulgatora

Materiały źródłowe

Strony internetowe, działy: I, II, III w e‑podręczniku

Uczeń

Co dokładnie mam zamiar zrobić, by sprawdzić, czy hipoteza jest prawdziwa?

Wybrać emulsje do badań i emulgatory

Zaplanować eksperyment:
a. pozwalający zweryfikować, czy zwiększenie ilości dodawanego emulgatora wpływa na trwałość emulsji;
b. sprawdzający, jak różne emulgatory wpływają na trwałość emulsji (co najmniej jeden rodzaj emulsji i dwa emulgatory)

Przygotować opis wykonania eksperymentów

Przygotować arkusze obserwacji eksperymentów

Przeprowadzić badania

Co trzeba przygotować, by zweryfikować hipotezę?

Substancje: składniki emulsji, emulgatory; sprzęt laboratoryjny: probówki, cylindry miarowe, pipety, stoper

Co będę obserwować (mierzyć)?

Czas trwania (ile czasu potrzeba, by wykonać projekt)

3 tygodnie na cały projekt

Wyniki (tabela, wykres, rysunek, fot.)

Wniosek

Refleksja (czego projekt mnie nauczył?)

Zadania i polecenia dla chętnych

Ćwiczenie 1
RwVRv1MLRDZow1
zadanie interaktywne
Źródło: Anna Florek, Grażyna Makles, licencja: CC BY 3.0.

Wybierz stwierdzenie A lub B oraz zależność 1 albo 2 tak, aby poniższe stwierdzenie było prawdziwe.

Zadanie 2

A.

SiO2

to tlenek kwasowy, ponieważ

1.

reaguje z wodą, dając kwas

B.

CaO

2.

reaguje z zasadami

Ćwiczenie 2.1
Rvj7lObV3j7JY1
zadanie interaktywne
Źródło: Anna Florek, Grażyna Makles, licencja: CC BY 3.0.
Polecenie 1

Uzupełnij tabelę.

Polecenie

Wzór sumaryczny

Nazwa systematyczna lub zwyczajowa

Masa cząsteczkowa

Zawartość % wody

gorzka sól

(CaSO4)· H2O
Na2CO3 · xH2O

286 u

62,94

Ćwiczenie 3
RSCeRO9qlWAxH1
zadanie interaktywne
Źródło: Anna Florek, Grażyna Makles, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 4
RCUe8ldQZ4Y0i1
zadanie interaktywne
Źródło: Anna Florek, Grażyna Makles, licencja: CC BY 3.0.
Polecenie 2

Napisz równania reakcji według schematu:

Ca1CaO2CaCO3 3CaO4Ca(OH)25CaCO36CaSO47CaSO4 · 2H2O
iFYE7c8iwj_d5e1387

Test sprawdzający z działów: I. Materiały i tworzywa pochodzenia naturalnego, II. Chemia środków czystości, III. Chemia wspomaga nasze zdrowie. Chemia w kuchni

Test sprawdzający

R1aUM4YoiBWUJ1
załącznik z dokumentem do pobrania
Źródło: Anna Florek, Grażyna Makles, licencja: CC BY 3.0.

Klucz testu

Rpyh1duMSo6tk1
załącznik z dokumentem do pobrania
Źródło: Anna Florek, Grażyna Makles, licencja: CC BY 3.0.