Chimie Partie 1 - Guide rapide

introduction

Tout ce qui se trouve dans cet univers est composé de certains matériaux, les scientifiques les ont nommés “matter.” Par exemple, la nourriture que nous mangeons, l'air que nous respirons, les pierres, les nuages, les étoiles, les plantes, les animaux, l'eau, la poussière, tout est classé comme matière.

Caractéristiques des particules de matière

Les particules de matière sont très petites, normalement, non visibles à l'œil nu.

Les particules de matière se déplacent continuellement, ce que l'on appelle le “kinetic energy.”
L'énergie cinétique des particules dépend directement de la température, à mesure que la température augmente, la vitesse du mouvement augmente également.
Les particules de matière ont une force d'attraction; par conséquent, ils s'attirent.
La force d'attraction des particules maintient les particules ensemble; cependant, la force de la force d'attraction varie d'un type de matière à l'autre.

États de la matière

La matière a trois états suivants -

Solid State
Liquid State
Gaseous State

Discutons-en brièvement -

État solide

Tous les matériaux solides ont une forme définie, des limites distinctes et des volumes fixes.
La plupart des matériaux solides ont une compressibilité négligeable.
Tous les matériaux solides ont une tendance naturelle à conserver leur forme lorsqu'ils sont soumis à une force extérieure.
Les matériaux solides peuvent être cassés sous la force appliquée, mais il est très difficile de changer leur forme, car ils sont rigides.

État liquide

Contrairement aux solides, les liquides n'ont pas de forme fixe; cependant, ils ont un volume fixe.
Les liquides prennent la forme du récipient dans lequel ils sont conservés.
Les liquides ont la propriété de s'écouler et de changer de forme.

État gazeux

La matière sous forme d'air, qui n'est ni solide ni liquide, est appelée gaz. Par exemple, oxygène, azote, hydrogène, etc.
Contrairement au solide, le gaz n'a pas de taille et de forme définies.
Les gaz, tels que le gaz de pétrole liquéfié (GPL - utilisé dans la cuisine); le gaz naturel comprimé (GNC - utilisé comme carburant dans les véhicules), etc. ont une compressibilité élevée; par conséquent, un grand volume d'un gaz peut être comprimé dans un petit cylindre et peut être transporté facilement.
Les gaz présentent normalement la propriété de se diffuser très rapidement dans d'autres gaz. C'est la raison pour laquelle nous pouvons sentir (bon ou mauvais) de loin.

La matière peut changer son état

L'eau peut exister dans les trois états, par exemple la glace sous forme solide; eau (H2O) sous forme liquide; et la vapeur d'eau sous forme de gaz. Le diagramme suivant illustre la transformation de l'eau dans différents états -

La température à laquelle le solide fond et se transforme en liquide (à la pression atmosphérique donnée) est appelée “melting point.”
Le point de fusion d'un solide est une indication de la force de la force d'attraction entre ses particules.
Le point de fusion de la glace est de 273,16 K, soit 0 ⁰ C.
Le processus de fusion (c'est-à-dire le passage de l'état solide à l'état liquide) est connu sous le nom de fusion.
La quantité d'énergie thermique nécessaire pour transformer 1 kg de matériaux solides en matériaux liquides à une pression atmosphérique donnée est connue sous le nom de latent heat de fusion.
La température à laquelle un liquide commence à bouillir à la pression atmosphérique donnée est appelée “boiling point.”
Le point d'ébullition de l'eau est de 373 K soit 100 ⁰ C.
Un changement d'état d'une matière directement du solide au gaz sans passer à l'état liquide (ou vice versa) est appelé “sublimation.”
Le phénomène, c'est-à-dire le changement d'un liquide en vapeurs à toute température inférieure à son point d'ébullition, est appelé “evaporation.”
Le dioxyde de carbone solide (CO ₂ ) est stocké sous haute pression.

Le CO ₂ solide est converti directement en état gazeux une fois que la pression diminue à 1 atmosphère.
Atmosphere(atm) est une unité de mesure de la pression exercée par le gaz et l'unité de pression est Pascal (Pa); 1 atmosphère = 1,01 × 105 Pa.

Le quatrième état de la matière

Plasma est l'état qui se compose de particules super énergétiques et super excitées.

Les particules super excitées se retrouvent sous forme de gaz ionisés. Par exemple, le tube fluorescent (qui contient de l'hélium gazeux) et les ampoules au néon (qui contiennent du gaz néon) sont constitués de plasma.

introduction

Une substance pure est celle qui consiste en un seul type de particule ou de particules.

Les mélanges de deux composants purs ou plus sans aucune substance indésirable sont appelés Mixtures, par exemple, eau, minéraux, sol, etc.
Un mélange homogène de deux substances ou plus est appelé solution. Par exemple, limonade, eau gazeuse, etc.
La solution peut être sous n'importe quelle forme telle que - elle peut être liquide, solide ou gazeuse.
Alloyssont un autre exemple de mélange contenant des mélanges homogènes de métaux; ils ne peuvent pas être séparés en leurs composants par des méthodes physiques. Par exemple, le laiton est un mélange de zinc (environ 30%) et de cuivre (environ 70%).

Caractéristiques importantes de la solution

La solution est normalement un mélange homogène.
Les particules d'une solution sont encore plus petites que 1 nm (10-9 mètres) de diamètre et, par conséquent, elles ne sont pas visibles à l'œil nu.
Le chemin de la lumière n'est pas visible dans une solution.
Les particules dissoutes ne peuvent pas être séparées du mélange par le simple processus de filtration.
Les particules dissoutes ne se déposent pas lorsqu'elles ne sont pas perturbées.
À une température donnée, lorsque plus aucun soluté ne peut être dissous dans une solution, on parle de ‘saturated solution.’
A une température donnée, la quantité de particules dissoutes présentes dans la solution saturée, est appelée solubility.’

Suspension

Une suspension est un mélange hétérogène dans lequel les particules de soluté ne se dissolvent pas, mais restent plutôt en suspension dans toute la masse du milieu, est connu comme ‘suspension.’

Caractéristiques importantes de la suspension

Les particules d'une suspension sont clairement visibles à l'œil nu.

Les particules d'une suspension diffusent un faisceau de lumière qui la traverse et de même, son trajet est visible.
Les particules de salut peuvent être séparées du mélange par le simple processus de filtration.

Colloïde

Un mélange hétérogène est appelé ‘colloid.’ Par exemple, brouillard, brouillard, fumée, crème pour le visage, etc.

La taille des particules colloïdales est trop petite pour être vue à l'œil nu.
Les particules colloïdales sont suffisamment grosses pour diffuser un faisceau de lumière qui la traverse et rendre le chemin visible.
Les particules colloïdales ne peuvent pas être séparées du mélange par le simple processus de filtration.
La technique de filtration spéciale ie centrifugation, peut être utilisé pour séparer les particules colloïdales.

Chromatographie

Le processus de séparation des composants d'un mélange est appelé comme chromatography; normalement, il est utilisé pour la séparation des couleurs.
La technique de chromatographie est utilisée pour la séparation des solutés qui se dissolvent dans le même solvant.

Distillation

Le processus de purification d'un liquide par des moyens de chauffage et de refroidissement est connu sous le nom de distillation.

Cristallisation

Le processus qui sépare un solide pur sous la forme de ses cristaux d'une solution est appelé ‘crystallization.’

Éléments

En 1661, Robert Boyle fut le premier scientifique à utiliser le terme element; Antoine Laurent Lavoisier, chimiste français, a été le premier à définir expérimentalement le terme élément.
L'élément est une forme de matière de base qui ne peut pas être décomposée en substances plus simples par une réaction chimique.
Les éléments peuvent normalement être classés comme metals, non-metals, et metalloids.

Métal

Un matériau solide, qui est généralement dur, ductile, malléable, brillant et fusible avec une bonne conductivité électrique et thermique, est appelé metal. Par exemple, l'or, l'argent, le cuivre, l'aluminium, etc.

Mercury est le seul métal qui reste liquide à température ambiante.

Non métallique

Tous les éléments ou substances, qui ne sont pas des métaux, sont appelés non-métaux. Par exemple l'hydrogène, l'oxygène, l'iode, le carbone, etc.
Les non-métaux ont une variété de couleurs et ils sont de mauvais conducteurs de chaleur et d'électricité.
Les non-métaux ne sont ni lustrés, ni sonores, ni malléables.

Composé

Une substance, composée de deux éléments ou plus, est appelée ‘compound.’
Le composé est le résultat de la combinaison chimique de deux ou plusieurs éléments dans une proportion fixe.

Les propriétés d'un composé sont en quelque sorte différentes de ses éléments constitutifs, tandis que les propriétés d'un mélange sont les mêmes que celles de ses éléments ou composés constitutifs.

introduction

Vers 500 avant JC, un philosophe indien Maharishi Kanad, a postulé pour la première fois le concept de partie indivisible de la matière et l'a nommé ‘pramanu.’
En 1808, John Dalton utilisé le terme ‘atom’ et postulé le atomic theory à l'étude de la matière.

Théorie atomique de Dalton

Selon la théorie atomique de Dalton, toute matière, qu'il s'agisse d'un élément, d'un composé ou d'un mélange, est composée de petites particules appelées atomes.
Selon la théorie atomique de Dalton, toutes les matières, qu'il s'agisse d'éléments, de composés ou de mélanges, sont composées de petites particules appelées atomes.

Principales caractéristiques de la théorie atomique de Dalton

Toute matière est constituée de particules très minuscules appelées atomes.
L'atome est une particule indivisible, qui ne peut pas être créée ou détruite par réaction chimique.
Tous les atomes d'un élément sont identiques en masse et en propriétés chimiques, tandis que les atomes d'éléments différents ont des masses et des propriétés chimiques différentes.
Pour former un composé, les atomes sont combinés dans le rapport de petits nombres entiers.
Dans un composé donné, le nombre relatif et les types d'atomes sont constants.

Masse atomique

La masse d'un atome d'un élément chimique; il est exprimé en unités de masse atomique (le symbole est u ).
La masse atomique est à peu près équivalente au nombre de protons et de neutrons présents dans l'atome.
Une unité de masse atomique est une unité de masse égale à exactement un douzième (1/12) de la masse d'un atome de carbone-12 et les masses atomiques relatives de tous les éléments ont été calculées par rapport à un atome de carbone-12.

Molécule

La plus petite particule d'un élément ou d'un composé, qui est capable d'exister indépendamment et montre toutes les propriétés de la substance respective.

Une molécule, normalement, est un groupe de deux atomes ou plus qui sont chimiquement liés ensemble.
Les atomes d'un même élément ou d'éléments différents peuvent se joindre (par liaison chimique) pour former des molécules.
Le nombre d'atomes qui constituent une molécule est appelé son atomicity.

Ion

Une particule chargée est connue sous le nom de ion; ça pourrait être soitnegative charge ou positive charge.
L'ion chargé positivement est connu comme un ‘cation’.
L'ion chargé négativement est connu comme un ‘anion.’

Formules chimiques

Une formule chimique d'un composé démontre ses éléments constitutifs et le nombre d'atomes de chaque élément de combinaison.

La formule chimique d'un composé est la représentation symbolique de sa composition.
La capacité de combinaison d'un élément est connue sous le nom de ‘valency.’

Masse moléculaire

La masse moléculaire d'une substance est calculée en prenant la somme des masses atomiques de tous les atomes d'une molécule de substance respective. Par exemple, la masse moléculaire de l'eau est calculée comme suit:

Masse atomique d'hydrogène = 1u
Masse atomique d'oxygène = 16 u

L'eau contient deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène.
La masse moléculaire de l'eau est = 2 × 1+ 1 × 16 = 18 u ( u est le symbole de la masse moléculaire).

Masse unitaire de formule

La masse unitaire de formule d'une substance est calculée en prenant la somme des masses atomiques de tous les atomes dans une unité de formule d'un composé.

Constante Avogadro ou nombre Avogadro

Avogadro était un scientifique italien qui avait donné le concept du nombre d'Avogadro (également connu sous le nom de constante d'Avogadro).
Le nombre de particules (atomes, molécules ou ions) présentes dans 1 mole de toute substance est fixe, et sa valeur toujours calculée comme 6.022 × 1023.
En 1896, Wilhelm Ostwald avait introduit le concept de «taupe»; cependant, l'unité molaire a été acceptée comme moyen simple de déclarer un grand nombre en 1967.

Loi de conservation de masse

Au cours d'une réaction chimique, la somme des masses des réactifs et des produits reste inchangée, ce que l'on appelle le ‘Law of Conservation of Mass.’

Loi des proportions définies

Dans un composé chimique pur, ses éléments sont toujours présents dans une proportion déterminée en masse, ce que l'on appelle le ‘Law of Definite Proportions.’

introduction

En 1900, on découvrit que l'atome n'était pas une simple particule indivisible, mais qu'il contenait plutôt des particules subatomiques.
J.J. Thomson découvert la particule subatomique à savoir ‘electron.’

JJ Thomson a été la première personne à proposer un model pour la structure d'un atome.
En 1886, E. Goldstein découvrit la présence de nouvelles radiations dans une décharge gazeuse et les nomma canal rays.
Une autre particule subatomique chargée positivement a été découverte avec des expériences de rayons de canal et l'a nommée proton.

Modèle d'atome de Thomson

Thomson a proposé qu'un atome se compose d'une sphère chargée positivement et que les électrons (charge négative) y sont incorporés (comme le montre l'image ci-dessous).

En outre, Thomson a déclaré que les charges négatives et positives sont de magnitude égale. Ainsi, l'atome dans son ensemble est électriquement neutre.

Modèle d'atome de Rutherford

E. Rutherford est connu comme le «père» de la physique nucléaire.

Rutherford est largement connu pour ses travaux sur la radioactivité et la découverte de la nucleus d'un atome avec l'expérience de la feuille d'or (comme le montre l'image ci-dessous.

Rutherford a dit que dans un atome, il y a un centre chargé positivement connu sous le nom de nucleus.
Rutherford a dit que presque toute la masse d'un atome existe dans le noyau.
Selon Rutherford, les électrons tournent autour du noyau sur des orbites bien définies.

Modèle d'atome de Bohr

Neils Bohr a encore élargi le modèle de Rutherford et amélioré ses inconvénients.

Selon Bohr, seules certaines orbites spéciales appelées orbites discrètes d'électrons sont autorisées à l'intérieur de l'atome.
Bohr a déclaré que les électrons ne rayonnent pas d'énergie lorsqu'ils tournent sur des orbites discrètes.
Bohr a nommé les orbites ou les coquilles comme des niveaux d'énergie (comme le montre l'image ci-dessous).

Bohr a représenté ces orbites ou coquilles par les lettres K, L, M, N,… ou les nombres, n = 1,2,3,4,….

Neutron

En 1932, J. Chadwick a découvert une nouvelle particule subatomique, à savoir le neutron.
Le neutron n'a pas de charge et une masse presque égale à celle d'un proton.
Les neutrons sont présents dans le noyau de tous les atomes, à l'exception de l'hydrogène.

Électrons répartis dans différentes orbites (coquilles)

Le nombre maximum d'électrons pouvant être présents dans une coquille est donné par la formule 2n².
‘n’ est le numéro d'orbite ou l'indice de niveau d'énergie, c'est-à-dire 1, 2, 3,….
Selon la formule donnée -

Première orbite ie K-shellsera = 2 × 1 ² = 2
Deuxième orbite ie L-shellsera = 2 × 2 ² = 8
Troisième orbite ie M-shellsera = 2 × 3 ² = 18
Quatrième orbite ie N-shellsera = 2 × 4 ² = 32

De même, le nombre maximal d'électrons pouvant être logés dans l'orbite la plus externe est de 8.
Les électrons ne sont pas remplis dans une coquille donnée, à moins que les coquilles internes ne soient remplies. Cela signifie que les coquilles sont remplies par étapes; à partir de la coque intérieure à la coque extérieure.

Valence

Les électrons, ceux qui sont présents dans la coquille la plus externe d'un atome, sont connus sous le nom de valence électrons.
Selon le modèle de Bohr-Bury, la couche la plus externe d'un atome peut avoir un maximum de 8 électrons.

Numéro atomique

Le nombre total de protons, présents dans le noyau d'un atome, est appelé atomic number.
Le nombre de protons d'un atome détermine le numéro atomique.
Le numéro atomique est désigné par ‘Z’.
Les protons et les neutrons sont appelés collectivement nucleons.

Nombre de masse

La somme du nombre total de protons et de neutrons, présents dans le noyau d'un atome, est connue sous le nom de mass number.

Les isotopes

Les atomes du même élément, ayant le même numéro atomique mais des nombres de masse différents, sont appelés isotopes. Par exemple, l'atome d'hydrogène a trois isotopes à savoir le protium, le deutérium et le tritium.
Les propriétés chimiques des isotopes d'un atome sont similaires mais leurs propriétés physiques sont différentes.

Isobares

Les atomes de différents éléments avec des numéros atomiques différents, qui ont le même numéro de masse, sont appelés isobares. Par exemple, le numéro atomique du calcium est 20 et le numéro atomique de l'argon est 18; de plus, le nombre d'électrons dans ces atomes est différent, mais le nombre de masse de ces deux éléments est de 40.

introduction

Un processus dans lequel une ou plusieurs substances chimiques réagissent avec une autre substance chimique et se transforme en une ou plusieurs substances différentes est appelé réaction chimique.

Équation chimique

Une équation chimique est la démonstration symbolique d'une réaction chimique; il est représenté par des symboles et des formules. Par exemple

Magnesium + Oxygen = Magnesium Oxide

Mg + O₂ = MgO
Les substances magnésium et oxygène sont appelées réactifs et le résultat de la réaction, c'est-à-dire l'oxyde de magnésium, est appelé produit.
N'oubliez pas que la masse totale des éléments présents dans les produits d'une réaction chimique doit être égale à la masse totale des éléments présents dans les réactifs.
Le nombre d'atomes de chaque élément reste toujours le même, avant et après la réaction chimique.

Types de réaction chimique

Voici les principaux types de réaction chimique -

Combination Reaction
Decomposition Reaction
Displacement Reaction

Discutons chacun d'eux en bref -

Réaction combinée

Lorsque deux ou plusieurs substances (c'est-à-dire des éléments ou des composés) réagissent pour former un seul produit, une telle réaction est connue sous le nom de combination reaction. Par exemple

CaO(s) +H₂O(1)→Ca(OH)₂(aq)

(Quick lime) (Slaked lime)
Comme illustré dans la réaction ci-dessus, l'oxyde de calcium et l'eau ont réagi (ou combinés) pour former un seul produit, connu sous le nom d'hydroxyde de calcium.
La réaction chimique dans laquelle la chaleur est également libérée avec la formation du produit est connue sous le nom de exothermic chemical reactions.

Réaction de décomposition

La réaction, dans laquelle un seul réactif se décompose en produits plus simples, est connue sous le nom de réaction de décomposition. Par exemple

Dans la réaction donnée ci-dessus, les cristaux de sulfate ferreux (c'est-à-dire FeSO ₄ , 7H ₂ O), lorsqu'ils sont chauffés, perd de l'eau et la couleur des cristaux change. Enfin, il se décompose en oxyde ferrique (Fe ₂ O ₃ ), en dioxyde de soufre (SO ₂ ) et en trioxyde de soufre (SO ₃ ).

Réaction de déplacement

La réaction, dans laquelle un élément déplace ou supprime un autre élément, est appelée réaction de déplacement. Par exemple

Fe(s)+ CuSO4(aq)→FeSO4(aq)+Cu(s)

(Copper sulphate)(Iron sulphate)
Dans la réaction donnée ci-dessus, le fer a déplacé le cuivre de la solution de sulfate de cuivre et forme du sulfate de fer.

Oxydation et réduction

Si une substance gagne de l'oxygène au cours d'une réaction, on parle de oxidation. En revanche, dans une réaction, si une substance perd de l'oxygène, on parle dereduction. Par exemple

Dans la réaction donnée ci-dessus, l'oxyde de cuivre perd de l'oxygène et donc réduit (c'est-à-dire une réduction); d'autre part, l'hydrogène gagne de l'oxygène et donc oxydé (c'est-à-dire oxydation).

Corrosion

Lorsqu'un métal est attaqué par des substances présentes dans l'environnement immédiat, telles que l'humidité, les acides, etc., on parle de corrosion. Par exemple, le revêtement noir sur argent, le revêtement vert sur cuivre, etc.,

Rancissement

Lorsque les graisses et les huiles s'oxydent, le processus est appelé rancissement. Leur odeur, leur goût, leur couleur, etc. changent également; de même, il rendait les aliments impropres à la consommation.

introduction

Nous goûtons les aliments aigres et amers, c'est uniquement à cause de la présence d'acides et de bases respectivement.

Solution de tournesol

Le tournesol, qui est extrait du lichen, a une couleur violette (voir l'image ci-dessous), mais la condition est quand il n'est ni acide ni basique, c'est-à-dire neutre.

Le tournesol est essentiellement une plante appartenant à Thallophyta, et dans les expériences chimiques, il est couramment utilisé comme indicateur.
Les substances, dont l'odeur change dans les milieux acides ou basiques, sont appelées olfactory indicateurs.

Acide ou base dans une solution aqueuse

Les ions hydrogène dans HCl sont produits en raison de la présence d'eau. Deuxièmement, la séparation de l' ion H ⁺ des molécules HCl ne peut pas se faire en l'absence d'eau. La formule chimique est illustrée ci-dessous

HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl^–
De plus, les ions hydrogène ne peuvent exister seuls, mais ils peuvent exister en présence de molécules d'eau. Par conséquent, les ions hydrogène sont représentés par H ⁺ (aq) ou ion hydronium (H ₃ O ⁺ ). La formule chimique est -

H⁺ + H₂O → H₃O⁺
Les bases solubles dans l'eau sont appelées alkalis. Mais toutes les bases ne sont pas solubles dans l'eau.
Si de l'eau est ajoutée à un acide concentré, la chaleur est générée.
Le mélange d'un acide ou d'une base avec l'eau entraîne une diminution de la concentration d'ions (c'est-à-dire H ₃ O + / OH–) par unité de volume et le processus est appelédilution.

échelle de pH

Une échelle, utilisée pour mesurer la concentration en ions hydrogène dans une solution, est connue sous le nom de pH scale.
le ‘p’ en pH signifie ‘potenz’, c'est un terme allemand, ce qui signifie ‘power’.
La valeur du pH est prise simplement comme un nombre, qui indique la nature acide ou basique d'une solution. Ainsi, si la concentration d'ion hydronium est plus élevée, alors la valeur du pH sera inférieure.
La valeur de l'échelle de pH se situe entre ‘0’ et ’14;’ donc, si la valeur du pH est mesurée `` 0 '', cela signifie - il est très acidic et si c'est 14, cela signifie - c'est très alkaline.
La valeur neutre de l'échelle de pH est ‘7’.
Sur une échelle de pH, les valeurs inférieures à 7 représentent une solution acide et les valeurs supérieures à 7 représentent une solution basique.
Habituellement, du papier imprégné de l'indicateur commun est utilisé pour mesurer le pH (voir l'image ci-dessous) -

De même, la force des acides et des bases de la substance dépend principalement du nombre d' ions H ⁺ et d'ions OH ^- produits, respectivement.
L'image suivante illustre approximativement (variations de couleur) la valeur pH de certaines des substances courantes -

Importance du pH dans la vie quotidienne

La valeur du pH d'un corps humain se situe entre 7,0 et 7,8.
L'estomac d'un corps humain produit de l'acide chlorhydrique qui aide à la digestion des aliments; étonnamment, il ne nuit pas à l'estomac de toute façon.
Cependant, lorsque l'estomac produit trop d'acide (appelé indigestion), cela provoque douleur et irritation. Pour obtenir un soulagement de cette douleur, les médecins suggèrent l'utilisation de bases appelées antiacides.
Ces antiacides neutralisent et contrôlent la quantité accrue d'acide.
Les dents, qui sont constituées de phosphate de calcium, sont la substance la plus dure du corps. Cependant, lorsque le pH dans la bouche diminue (en dessous de 5,5), cela corrode les dents.
Le sel, normalement, est formé par la combinaison d'acide chlorhydrique et d'une solution d'hydroxyde de sodium; et, la combinaison est connue sous le nom de chlorure de sodium.
Lorsque la valeur du pH de l'eau de pluie est mesurée comme étant inférieure à 5,6, on parle de acid rain.
Lorsque les pluies acides se jettent dans les rivières, elles abaissent également le pH de l'eau de la rivière
L'eau acide du fleuve est une menace pour la survie de la vie aquatique.

Poudre blanchissante

La poudre de blanchiment est produite par l'action du chlore sur la chaux sèche éteinte [Ca (OH) ₂ ] et elle est représentée par CaOCl ₂ .
La poudre de blanchiment est normalement utilisée dans l'industrie textile, la papeterie, l'industrie chimique et la désinfection de l'eau potable.

Bicarbonate de soude

Le bicarbonate de soude est couramment utilisé dans la cuisine pour cuisiner de savoureux aliments croustillants. Il cuit également certains aliments plus rapidement.
Le nom chimique du bicarbonate de soude est l'hydrogénocarbonate de sodium et sa formule est NaHCO ₃ .

Cristaux de soude

La recristallisation du carbonate de sodium conduit à la lessive de soude.
La formule chimique de la soude de lavage est Na ₂ CO ₃ .10H ₂ O.
La lessive de soude est couramment utilisée dans les industries du verre, du savon et du papier.

Plâtre de Paris

Le plâtre de Paris est une poudre blanche que les médecins utilisent comme plâtre pour soutenir les os fracturés.
Le nom chimique du plâtre de Paris est le sulfate de calcium hémihydraté et la formule chimique est 2CaSO ₄ .H ₂ O.

introduction

Les métaux peuvent être distingués des non-métaux sur la base de leurs propriétés chimiques et physiques.
La propriété des métaux par laquelle ils peuvent être battus en feuilles minces est connue sous le nom de malleability.
La propriété du métal par laquelle il peut être tiré en fils est connue sous le nom de ductility.
Les métaux sont normalement durs, malléables, lustrés, ductiles, sonores et bons conducteurs de chaleur et d'électricité. Par exemple, fer, cuivre, calcium, aluminium, magnésium, etc.

Les matériaux, qui ne sont pas sonores et sont de mauvais conducteurs de chaleur et d'électricité, sont connus comme non-metals. Par exemple, le soufre, le carbone, l'oxygène, le phosphore, etc.
Certains métaux, tels que sodium et potassium sont doux et peuvent être coupés avec un couteau.
Mercury est le seul métal qui reste à l'état liquide à température ambiante.
Lorsque le dioxyde de soufre est dissous dans l'eau, de l'acide sulfureux se forme. Illustration - Dioxyde de soufre (SO ₂ ) + eau (H ₂ O) → Acide sulfureux (H ₂ SO ₃ ).
Les oxydes de non-métaux sont de nature acide.
L'acide sulfureux change le papier de tournesol bleu rouge.
Le phosphore est un non-métal très réactif et il prend feu lorsqu'il est exposé à l'air.
Pour éviter le contact du phosphore avec l'oxygène atmosphérique, le phosphore est stocké dans l'eau.
En brûlant, les métaux réagissent facilement avec l'oxygène et produisent des oxydes métalliques, ceux-ci sont de nature basique.
Les non-métaux réagissent avec l'oxygène et produisent des oxydes non métalliques; ceux-ci sont de nature acide.
Certains métaux réagissent avec l'eau et produisent des hydroxydes métalliques et de l'hydrogène gazeux.
Les non-métaux ne réagissent normalement pas avec l'eau.
Les métaux réagissent également avec les acides et produisent de l'hydrogène gazeux et des sels métalliques.
Les non-métaux ne réagissent normalement pas avec les acides.

Utilisations des métaux et des non-métaux

Les métaux sont utilisés dans la fabrication de machines, d'avions, d'automobiles, de trains, de satellites, de gadgets industriels, d'ustensiles de cuisine, de chaudières à eau, etc.
Les non-métaux sont utilisés dans les engrais pour améliorer la croissance des plantes.
Les produits non métalliques sont utilisés dans la purification de l'eau.
Les non-métaux sont utilisés dans les craquelins.

introduction

Un matériau solide, qui est généralement dur, malléable, brillant, fusible et ductile, est appelé métaux. Par exemple: fer, cuivre, aluminium, magnésium, sodium, plomb, zinc, etc.
Normalement, les métaux ont une bonne conductivité électrique et thermique.

Les métaux, à l'état pur, ont une surface brillante, appelée metallic luster.
Les métaux peuvent être battus en fines feuilles; cette propriété est connue sous le nom demalleability.
La propriété des métaux à attirer dans les fils minces est connue sous le nom de ductility. Par exemple, l'or est le métal le plus ductile.
L'argent et le cuivre sont les meilleurs conducteurs de chaleur.

Non-métaux

Les non-métaux se trouvent normalement à l'état solide ou gazeux. Cependant, le brome est une exception que l'on trouve à l'état liquide.
Certains des principaux exemples de non-métaux sont le carbone, le soufre, l'iode, l'oxygène, l'hydrogène, etc.

Faits sur les métaux et les non-métaux

Tous les métaux existent sous forme solide à température ambiante, à l'exception du mercure.
Le gallium et le césium ont des points de fusion très bas; ces deux métaux fondent même sur la paume.
L'iode n'est pas un métal, mais il est brillant (le brillant est la propriété du métal).
Le carbone est un non-métal qui peut exister sous différentes formes. Chaque formulaire est appelé un allotrope.
Le diamant est un allotrope de carbone et c'est la substance naturelle la plus dure connue.
Le point de fusion et d'ébullition du diamant est très élevé.
Le graphite est également un allotrope du carbone; c'est un conducteur d'électricité.
Les métaux alcalins, tels que le lithium, le potassium, le sodium, sont des exemples de métaux mous, car ils peuvent être coupés au couteau.
Pratiquement tous les métaux combinés à l'oxygène, ils forment des oxydes métalliques.
Différents métaux ont des fréquences de réaction différentes; certains réagissent lentement, mais certains réagissent très vite. Par exemple, le potassium et le sodium sont très réactifs et ne prennent feu que s'ils sont conservés à l'air libre.
Par conséquent, le potassium et le sodium sont immergés dans de l'huile de kérosène afin qu'ils ne puissent pas prendre feu.
Cependant, parmi tous les métaux, le sodium (le plus probable) est le métal le plus réactif.
L'anodisation est un processus de formation d'une épaisse couche d'oxyde protecteur d'aluminium et elle protège de la corrosion.
Les éléments ou composés qui se produisent naturellement dans la croûte (couche supérieure) de la terre, sont appelés minéraux.
Les minéraux sous forme brute sont connus sous le nom de ores. Par exemple, l'or, l'argent, le fer, etc. (minerai de fer montré dans l'image ci-dessous) -

Les minerais, qui sont extraits de la terre, sont généralement contaminés par de grandes quantités d'impuretés telles que le mélange avec certains éléments, le sol, le sable, etc., connus sous le nom de ‘gangue’.
Sur la base de la nature réactive et de l'extraction des minerais, les métaux peuvent être classés comme -

introduction

Le carbone joue un rôle très important pour tous les êtres vivants.
La quantité de carbone dans la croûte terrestre n'est que de 0,02%, disponible sous forme de minéraux tels que les carbonates, les hydrogénocarbonates, le charbon et le pétrole.
La présence de carbone dans l'atmosphère terrestre est de 0,03%, sous forme de dioxyde de carbone.

Composés de carbone

Presque tous les composés de carbone (sauf quelques-uns) sont de mauvais conducteurs d'électricité.
Le diamant et le graphite sont tous deux formés par des atomes de carbone; cependant, la différence réside entre eux dans la manière dont les atomes de carbone sont liés les uns aux autres.
Dans le diamant, chaque atome de carbone est lié à quatre autres atomes de carbone et forme une structure tridimensionnelle rigide (voir l'image ci-dessous).

Dans le graphite, chaque atome de carbone est lié à trois autres atomes de carbone dans le même plan, ce qui donne un réseau hexagonal (voir l'image ci-dessous) -

Il existe également des différences dans certaines structures physiques du diamant et du graphite.
Le diamant est la substance la plus dure connue alors que le graphite est une substance lisse et glissante.
Le graphite est un bon conducteur d'électricité alors que le diamant ne l'est pas.
Le tableau suivant illustre les structures des composés de carbone et d'hydrogène -

Nom	Formule	Structure
Méthane	CH ₄
Éthane	C ₂ H ₆
Propane	C ₃ H ₈
Butane	C ₄ H ₁₀
Pentane	C ₅ H ₁₂
Hexane	C ₆ H ₁₄

Les composés, qui ont une formule moléculaire identique, mais des structures différentes, sont connus comme structural isomers (voir la structure Butane ci-dessous).

Les hydrocarbures saturés sont appelés alkanes.
Les hydrocarbures insaturés, qui comprennent une ou plusieurs doubles liaisons, sont appelés alkenes.
Les hydrocarbures insaturés, qui comprennent une ou plusieurs triples liaisons, sont connus comme alkynes.

Utilisation d'alcool comme carburant

Les plantes de canne à sucre très efficaces convertissent la lumière du soleil en énergie chimique et son jus peut être utilisé pour préparer de la mélasse.
Lorsque la mélasse est fermentée, elle produit de l'alcool (éthanol).
Certains pays utilisent maintenant l'alcool comme additif dans l'essence, car c'est un carburant plus propre.
Ces alcools, en brûlant dans suffisamment d'air (oxygène), ne produisent que du dioxyde de carbone et de l'eau.

Les esters

Les esters sont des substances odorantes, qui sont le plus souvent formées par réaction d'un acide et d'un alcool (voir l'image ci-dessous - illustrant la formation d'esters).

Lorsque les esters réagissent en présence d'un acide ou d'une base, il restitue l'alcool et l'acide carboxylique.
La réaction d'esters avec un acide ou une base, est connue sous le nom de saponification car il est utilisé dans la préparation du savon.
Les molécules de savon sont normalement des sels de sodium ou de potassium d'acides carboxyliques à longue chaîne.
Fait intéressant, l'extrémité ionique du savon se dissout dans l'eau tandis que la chaîne carbonée se dissout dans l'huile. Ces caractéristiques typiques des molécules de savon forment des structures appeléesmicelles (voir l'image ci-dessous)

Dans les micelles, une extrémité des molécules est vers la gouttelette d'huile tandis que l'extrémité ionique reste à l'extérieur.
La micelle de savon aide à dissoudre la saleté dans l'eau; de même, les vêtements sont nettoyés.
D'autre part, les détergents sont généralement des sels d'ammonium ou de sulfonate d'acides carboxyliques à longue chaîne, qui restent efficaces même dans l'eau dure.
Les détergents sont habituellement utilisés pour fabriquer des shampooings et certains autres produits pour nettoyer les vêtements.

introduction

Il y a environ 115 éléments qui nous sont connus jusqu'à aujourd'hui.
En fonction de leurs propriétés, tous les éléments sont classés dans l'ordre, appelé tableau périodique.
Johann Wolfgang Döbereiner, un scientifique allemand, a tenté pour la première fois d'organiser les éléments en 1817.
John Newlands, un scientifique anglais, a également tenté d'organiser les éléments alors connus (en 1866).
John Newlands avait suivi l'ordre des masses atomiques croissantes pour arranger les éléments.
Newlands a commencé avec l'élément ayant la plus faible masse atomique (comme l'hydrogène) et s'est terminé au thorium, qui était le 56e élément (à son époque).

La disposition des éléments de Newlands est connue sous le nom de «loi des octaves», car dans son agencement, chaque huit éléments avait des propriétés similaires à celles du premier. Par exemple, les propriétés du lithium et du sodium se sont révélées identiques.

Sa (faire)	re (re)	Ga (mi)	Ma (fa)	Pa (donc)	da (la)	ni (ti)
H	Li	Être	B	C	N	O
F	N / a	Mg	Al	Si	P	S
Cl	K	Californie	Cr	Ti	Mn	Fe
Co et Ni	Cu	Zn	Oui	Dans	Comme	Se
Br	Rb	Sr	Ce & La	Zr

Newlands l'a également comparé aux octaves que l'on trouve dans la musique (voir le tableau ci-dessus).
Dans la musique indienne, les sept notes de musique sont - sa, re, ga, ma, pa, da, ni; cependant, à l'ouest, les notes de musique sont - do, re, mi, fa, so, la, ti.
De plus, afin d'intégrer certains éléments dans son tableau, Newlands a mis deux éléments dans la même cellule (voir le tableau ci-dessus - cobalt et nickel conservés dans la même cellule), mais cette technique n'a pas fonctionné, car ils ont des propriétés différentes.
Cependant, la loi de l'octave avait une limitation, comme elle ne s'appliquait qu'au calcium; et, après le calcium, chaque huitième élément n'avait pas les propriétés similaires à celles du premier.

Tableau périodique de Mendeléev

Dmitri Ivanovich Mendeléev, un chimiste russe, qui a réussi à arranger les éléments.
Mendeléev a arrangé les éléments en fonction de leur propriété fondamentale (des éléments), la masse atomique, ainsi que de la similitude des propriétés chimiques.
A l'époque de Mendeleev, seuls 63 éléments étaient connus.
Le tableau périodique de Mendeléev se compose de colonnes verticales appelées ‘groups’ et des rangées horizontales appelées ‘periods.’

La loi périodique de Mendeléev stipule que

«Les propriétés des éléments sont la fonction périodique de leurs masses atomiques».
Mendeléev a arrangé la séquence de façon inversée afin que les éléments ayant des propriétés similaires puissent être regroupés.
Mendeléev a laissé de la place à certains éléments, qui n'ont pas été découverts à l'époque; il prédit hardiment l'existence d'éléments futurs.
L'une des plus grandes limites de la formule périodique de Mendeléev est - aucune position fixe n'a été attribuée à l'hydrogène dans le tableau périodique.

Tableau périodique moderne

En 1913, Henry Moseley, un physicien anglais découvrit que le numéro atomique d'un élément est une propriété plus fondamentale par rapport à sa masse atomique.
Sur la base de la découverte de Moseley, la loi périodique de Mendeléev a été modifiée et le numéro atomique a été adopté comme base du tableau périodique moderne.
La loi périodique moderne stipule -

"Les propriétés des éléments sont une fonction périodique de leur numéro atomique."
18 colonnes verticales appelées 'groups' et 7 les lignes horizontales appelées «périodes» sont définies dans le tableau périodique moderne.
Dans le tableau périodique moderne, les éléments sont disposés de telle manière qu'il montre la périodicité des propriétés telles que la taille atomique, la valence ou la capacité de combinaison et les caractéristiques métalliques et non métalliques (des éléments).
Dans le tableau périodique moderne, le caractère métallique diminue sur une période et augmente dans le groupe.
D'autre part, les non-métaux sont électronégatifs, car ils ont tendance à former des liaisons en gagnant des électrons.
Dans le tableau périodique moderne, les non-métaux sont placés sur le côté droit (à partir du haut).

introduction

Les vêtements que nous portons sont constitués de tissus et les tissus sont fabriqués à partir de fibres, qui sont obtenues à partir de sources naturelles ou artificielles.
La source naturelle de fibres est le coton, la laine, la soie, etc., qui sont obtenus à partir de plantes ou d'animaux.
Les fibres synthétiques sont fabriquées par des êtres humains; par conséquent, celles-ci sont appelées fibres synthétiques ou artificielles.
Une fibre synthétique est généralement une chaîne de petites unités reliées entre elles; chaque petite unité est une substance chimique.

Types de fibres synthétiques

La soie artificielle est généralement connue sous le nom de Rayon.
La rayonne (fibre) a été obtenue par traitement chimique de la pâte de bois.
La fibre, préparée à partir de charbon, d'eau et d'air, est connue sous le nom de Nylon.

Le nylon a été la première fibre entièrement synthétique.
Polyesterest également une fibre synthétique; c'est une fibre sans plis. Par exemple Terylene.
Le PET est l'une des formes familières de polyesters et il est utilisé pour fabriquer des ustensiles, des bouteilles, des films, des fils métalliques et de nombreux autres produits utiles.
Le polyester (poly + ester) est constitué des unités répétitives d'un produit chimique appelé ester.
Le plastique est également une sorte de polymère comme la fibre synthétique.
Le polyéthylène (poly + éthène) est un exemple courant de plastique.
Il existe des plastiques qui, lorsqu'ils sont moulés une fois, ne peuvent pas être ramollis par chauffage; par conséquent, ceux-ci sont connus sous le nom de plastiques thermodurcissables. Par exemple bakélite et mélamine.
La bakélite est un mauvais conducteur de chaleur et d'électricité; par conséquent, il est utilisé dans la fabrication d'interrupteurs électriques, de poignées de divers ustensiles, etc.
La mélamine résiste au feu et peut mieux tolérer la chaleur que les autres plastiques; par conséquent, il est utilisé pour fabriquer des carreaux de sol, des ustensiles de cuisine et des tissus.
Un matériau qui se décompose par les processus naturels, par exemple l'action des bactéries, est connu comme biodégradable.
Un matériau, qui ne peut pas être facilement décomposé par des processus naturels, est dit non biodégradable.
Le plastique n'est pas respectueux de l'environnement.

introduction

Les ressources, qui sont présentes en quantité illimitée dans la nature et ne risquent pas d'être épuisées par les activités humaines, sont appelées Inexhaustible Natural Resources. Par exemple, la lumière du soleil, l'air.
Les ressources, qui sont présentes en quantité limitée dans la nature et sont susceptibles d'être épuisées par les activités humaines, sont appelées Exhaustible Natural Resources. Par exemple, les forêts, la faune, les minéraux, le charbon, le pétrole, le gaz naturel, etc.
Des ressources naturelles épuisables se sont formées à partir des restes morts d'organismes vivants (fossiles); par conséquent, ces ressources naturelles sont également connues sous le nom defossil fuels. Par exemple, le charbon, le pétrole et le gaz naturel.

Charbon

Le charbon est dur comme la pierre et de couleur noire.
Le charbon est l'un des combustibles utilisés pour cuire les aliments.

Le charbon est utilisé dans les centrales thermiques pour produire de l'électricité.
Sous haute pression et haute température, les plantes mortes qui ont été enterrées à l'intérieur de la Terre se sont lentement converties en charbon.
Le charbon contient principalement du carbone.
Le lent processus de conversion de la végétation morte en charbon est connu sous le nom de carbonisation.
Le charbon est formé à partir des restes de végétation; par conséquent, il est également connu sous le nom de combustible fossile.
Lorsque le charbon brûle, il produit principalement du gaz carbonique.
Lorsque le charbon est traité dans l'industrie, il produit des produits utiles tels que le coke, le goudron de houille et le gaz de houille.
Coke est une substance dure, poreuse et noire.
Le coke est une forme pure de carbone.
Le coke est largement utilisé dans la fabrication de l'acier et dans l'extraction de nombreux métaux.
Le goudron de houille est un liquide noir et épais avec une odeur désagréable.
Le goudron de houille est un mélange d'environ 200 substances.
Les produits, ceux obtenus à partir de goudron de houille, sont utilisés comme matières premières pour la fabrication de diverses substances utilisées dans la vie quotidienne et dans l'industrie. Par exemple, explosifs, peintures, matériaux de toiture, colorants synthétiques, médicaments, parfums, plastiques, matériaux photographiques, etc.
Naphthalene balls, obtenus à partir de goudron de houille, sont utilisés pour repousser les mites et autres insectes.
Bitumen, obtenu à partir de produits pétroliers, est utilisé à la place du goudron de houille pour métalliser les routes.
Pendant le traitement du charbon pour obtenir du coke, coal gas Est obtenu.
En 1810, pour la première fois à Londres, au Royaume-Uni, le gaz de houille était utilisé pour l'éclairage public et en 1820, à New York, aux États-Unis.
À l'heure actuelle, le gaz de houille est utilisé comme source de chaleur.

Pétrole

L'essence et le diesel sont obtenus à partir d'une ressource naturelle connue sous le nom de pétrole.
Le pétrole a été formé à partir des organismes vivant dans la mer.
Pendant des millions d'années (les organismes morts enfouis à l'intérieur de la terre), en présence haute température, haute pression, et en l'absence d'air, les organismes morts se sont transformés en pétrole et en gaz naturel.
En 1859, le premier puits de pétrole du monde a été foré en Pennsylvanie, aux États-Unis.
En 1867, l'huile était bloquée à Makum dans l'Assam, en Inde.
En Inde, le pétrole se trouve en grande partie dans l'Assam, le Gujarat, le haut de Mumbai, le Maharashtra et dans les bassins fluviaux de Godavari et de Krishna.
L'image suivante illustre la couche de gaz et de pétrole -

Le pétrole est un mélange de divers constituants tels que l'essence, le gaz de pétrole, le diesel, l'huile de graissage, la cire de paraffine, etc.
Le processus de séparation des différents constituants du pétrole est connu sous le nom de refining.
Les différentes substances utiles, obtenues à partir du pétrole et du gaz naturel, sont appelées «produits pétrochimiques».
Les produits pétrochimiques sont utilisés dans la fabrication de détergents, de fibres (polyester, nylon, acrylique, etc.), de polyéthylène et d'autres plastiques artificiels.
L'hydrogène gazeux, obtenu à partir du gaz naturel, est utilisé dans la production d'engrais (urée).
En raison de sa grande importance commerciale, le pétrole est également connu sous le nom de ‘black gold.’
Le gaz naturel est normalement stocké sous haute pression et donc connu sous le nom de Compressed Natural Gas (CNG).
Le GNC est utilisé pour la production d'électricité et le carburant pour les véhicules.
The following table illustrates various constituents of petroleum and their uses −

Constituants du pétrole	Les usages
Gaz de pétrole sous forme liquide (GPL)	Carburant pour la maison et l'industrie
Essence	Carburant moteur, carburant aviation, solvant pour nettoyage à sec
Diesel	Carburant pour véhicules automobiles lourds, générateurs électriques
Kérosène	Carburant pour cuisinières, lampes et avions à réaction
Huile de graissage	Lubrification
Paraffine	Pommades, bougies, vaseline, etc.
Bitume	Peintures, revêtement routier

introduction

Un processus chimique dans lequel une substance réagit avec l'oxygène et dégage de la chaleur est appelé combustion.
La substance qui subit la combustion est appelée comme combustible ou fuel.
Le carburant peut être sous forme de solide, de liquide ou de gaz.
Lors de la combustion, la lumière est également émise soit sous la forme d'un flame ou comme un glow.

Les substances qui se vaporisent pendant le temps de combustion donnent des flammes.
Il existe trois zones différentes d'une zone sombre de flamme, d'une zone lumineuse et d'une zone non lumineuse.

Différentes substances prennent feu à différentes températures.
La température la plus basse à laquelle une substance prend feu est connue sous le nom de ignition temperature.
Une allumette contient du trisulfure d'antimoine et du chlorate de potassium.
La surface de frottement de l'allumette contient du verre en poudre et un peu de phosphore rouge.
Le phosphore rouge est beaucoup moins dangereux.
Lorsque l'allumette est frappée contre la surface de frottement, du phosphore rouge se transforme en phosphore blanc; le processus réagit immédiatement avec le chlorate de potassium présent dans la tête d'allumette et produit suffisamment de chaleur pour enflammer le trisulfure d'antimoine; de même, la combustion démarre.
Les substances, qui ont une température d'inflammation très basse et peuvent facilement s'enflammer avec une flamme, sont appelées inflammable substances. Par exemple. essence, alcool, gaz de pétrole liquéfié (GPL), etc.

Extincteur d'incendie

Water est l'extincteur le plus courant.
L'eau, en tant qu'extincteur, ne fonctionne que lorsque des objets comme le bois et le papier sont en feu.

Si l'équipement électrique est en feu, l'eau peut conduire l'électricité et endommager ceux qui tentent d'éteindre le feu.
L'eau n'est pas non plus un bon extincteur pour les incendies impliquant de l'huile et de l'essence.
Pour les incendies impliquant des équipements électriques et des matériaux inflammables tels que l'essence, le dioxyde de carbone (CO2) est le meilleur extincteur.

L'un des moyens d'obtenir du CO2 est de libérer beaucoup de poudre sèche de produits chimiques tels que le bicarbonate de sodium (bicarbonate de soude) ou le bicarbonate de potassium.
Le phosphore brûle dans l'air à température ambiante.
La quantité d'énergie thermique produite lors de la combustion complète de 1 kg d'un combustible est appelée sa calorific value.
Le pouvoir calorifique d'un combustible est mesuré dans une unité appelée kilojoule par kg (kJ / kg).
The following table illustrates the Calorific Values of Different Fuels −

Carburant	Valeur calorifique (kJ / kg)
Gâteau à la bouse de vache	6000-8000
Bois	17000-22000
Charbon	25000-33000
Essence	45 000
Kérosène	45 000
Diesel	45 000
Méthane	50000
GNC	50000
GPL	55 000
Biogaz	35000-40000
Hydrogène	150000

Combustion de la plupart des rejets de carburants carbon dioxide dans l'environnement.
L'augmentation de la concentration de dioxyde de carbone dans l'air est la cause la plus probable global warming.
L'élévation de la température de l'atmosphère terrestre est connue sous le nom de Global Warming.
Le réchauffement climatique provoque la fonte des glaciers polaires, ce qui entraîne une élévation du niveau de la mer qui finit par provoquer des inondations dans les régions côtières.
Les oxydes de soufre et d'azote se dissolvent dans l'eau de pluie et forment des acides; ce type de pluie est connu commeacid rain.