Kemi 1, uppdrag nr 3Fråga 1 Vilken/vilka av följande reaktioner sker spontant? Motivera ditt svar. a) Mg(s) + Cu2+ Mg2+(aq) + Cu(s) b Cu(s) + 2 Ag+(aq) Cu2+(aq) + 2 Ag(s) ) c) 2 Ag(s) + Zn2+(aq) 2 Ag+(aq) + Zn(s) d Fe(s) + Zn2+(aq) Fe2+(aq) + Zn(s) ) För att se vilka metaller och metall joner som reagera med varandra så använder kemister utav den elektrokemiska spänningsserien. Den elektrokemiska spänningsserien visar i vilken ordning de olika metallerna när det gäller att vara ädla och oädla. De ämnen som är oädla bildar gärna joner medans de fasta ämnen som är ädla bildar ogärna joner, A) Så när det kommer till den översta reaktionen Så är metallen ifråga koppar och som kommer i kontakt med magnesiumjonen. Då Mg inte ligger till vänster om koppar så kommer inte heller en spontan reaktion att ske. Svar=Ej spontan B) om det nu inte stöter på en ännu ädlare metall-jon. Zinkjonen är tyvärr ej en sådan jon. Då Ag ligger till höger om Cu så kommer silverjonen direkt den får chansen att sno åt (oxidera) 2 elektroner av koppar och bilda en atom i kontakt. Silver är mycket ädlare än magnesium och strävar starkt efter att förgylla sin ädelhet genom att få ett fullt oktettskal. Koppar oxideras till en kopparjon och silverjonen reduceras till en silveratom. C) Här är det igen det mycket ädla ämnet silver. D) Zink är inte heller ädlare än järn. . Men här är det istället de mycket ädla jonerna utav silver som det istället handlar om. så därför kommer ingen spontan reaktion här heller att ske med samma motivering som C). men denna gång är silver metallen. koppar.Här är det samma metal som sist . utan långt till vänster i spänningserien. Silver vill som sagt inte oxideras spontant. Därför bildas ingen spontan reaktion här. Bindingsentalpi kan också vara ett mått på ett ämnes stabilitet eller ovilja att reagera spontant med andra ämnen. Medan ett positivt värde på ΔH innebär en endotermisk reaktion och det har krävts ett upptag av energi. Denna energi kan både vara positivt eller negativt . Ett negativt ΔH innebär att reaktionen är av exotermiskt slag där energi frigörs till omgivningen. Lycka till med dina studier hos oss! Jesper Sörensson Studieledare Liber Hermods AB Baltzarsgatan 4 205 10 MALMÖ 040-25 86 21 jesper. ämnen med väldigt låg bindningsentalapi alltså. förklara utförligt skillnaderna mellan dessa! Bindningsentalpi anger summan av den energi som behöver tillföras för att bilda en förening från dess grundläggande beståndsdelar.se . man skriver detta som ΔH. Bindinsenergi har däremot inte den förmånen att både vara positiva och negativa utan med bindningsenergi menas den mängd energi som det krävs att bryta en bindning. kräver en väldigt hög bindningsenergi för att bryta den stabila bindningen. Jag är 37 år.liberhermods. och gillar film.Fråga 2 Bindningsenergi och bildningsentalpi är begrepp som tas upp i [email protected] www. lärare och journalist. Hej! Tack för din presentation! Jag som skrivit detta svar heter Jesper Sörensson och är utbildad naturvetare. Man beräknar bindningsentalpin genom känna till bindningsenergi för reaktanterna och produkterna och vice versa. De här båda begreppen hänger ändå ihop på en parallell väg då stabila ämnen. musik och att resa. bor mitt i Lund. Medans H i förening med metaller har alltid -I som OT. Detta för att syre har en väldigt hög elektronegativiet om man kollar på Paulingsskalan. här kommer de 3 syreatomerna att dra till sig 2 elektroner var.OT för syre (O) är nästan alltid –II. Det har nämligen 1 elektron i ren form. 1. C) Här kommer bägge väteatomerna återigen att tappa sin elektron och skrivas som H+. Väte är ett intressant ämne. Det som är intressant med det är att den behöver 2 för att få ett fullt skal. Och betyder att man tar elektroner från ett ämne.OT för ett grundämne i ren form är alltid lika med noll 2. D) S är här i sitt fria rena ämne och får därmed OT 0. a) SO3 b) H2SO4 c) H2S d) S Det finns några enkla grundregler att ta till sig och gärna skriva upp innan man bestämmer oxidationstal för olika ämnen.Fråga 3 Bestäm oxidationstalet för svavel i följande ämnen. I namnet oxidering ingår just oxid som betyder syre. Svavel får OT -2 här. Därmed till regel 3 3. Och nu kan man börja räkna ut oxidations tal. Väte (H) har alltid +I som OT i förening med icke-metaller. Det enda ämne som har högre negativiet är Flor (F). B) H2SO4 eller svavel syra som det är så kommer bägge väte atomerna direkt att få H+. Så svavels oxidationstal är även här VI. Oxidationstal kan förkortas OT. A) SO3. Förklara hur du kommer fram till respektive oxidationstal. Därmed kan den anntingen dra till sig än eller även bli av med en elektron. Och syre kommer ta åt sig 8 elektroner sammanlagt. Därmed kommer svavel att oxideras av med 6 elektroner och få OT VI. Flor oxidationstal är alltid –I. för att ha tomt skal och även det betyder en lägre energinivå för just väte. 4. dvs 6 utöver de 2. J . . 37. Men för det så behövs en sluten krets då laddade partiklar ogärna samlas på ett ställe utan helst vill gå runt. och bildar kopparatomer. C) Enligt tabellen jag hittade så har Mg/Mg2+ normalpotential -2.→ Cu(s) Redox: Mg(s) + Cu2+(aq) → Mg2+(aq) + Cu(s).71 v Svar=2. Och en koppar beläggning bildas runt kopparstaven. A) När en spontan redoxreaktion bildas så kan man ibland utnyttja det genom att bygga en galvanisk cell. -2.0. Elektronerna rör sig vidare till minuspolen via den yttre ledningen som polerna är sammankopplade via. som är ädlare än magnesium vilja ha 2 elektroner och reduceras. I detta fall kan denna saltbrygga bestå av NaCl (2Na+ 2Cl-).34= 2.37 Och Cu/Cu2+ har normalpotential +0.34.kopparjoner upp elektronerna som stömat ifrån Mg. . Oxidation: Mg(s) → Mg2+(aq) + 2e- Reduktion: Cu2+(aq) + 2e. Och om man kopplar en yttre ledning mellan dessa 2 poler så kan man få de elektroner som oxideras från magnesium att färdas genom denna ledning som ström och även utföra ett arbete. även kallad voltas stapel inom visa sammanhang. Så magnesium lämnar ifrån sig två elektroner i det som ses som pluspolen och oxideras till magneisumjoner. Det kan man använda en saltbrygga till för.Fråga 4 a) Förklara den galvaniska cellen för reaktionen: Mg (s) + Cu2+(aq) → Mg2+ + Cu(s) + energi b) Vilket ämne oxideras respektive reduceras? c) Beräkna normalpotentialen för reaktionen. Det en galvanisk cell tar till nytta är att istället för att redoxreaktionen sker i en pol så separerar man reaktionen med tex 2 bägare istället av innehållandes vardera ämne.71 v . I detta fall så kommer Cu2+. B) Som man ser ovan så är det Magnesium atomerna som oxiderar och kopparjonena som reduceras. Metaller avskiljer sig även hur gärna de reagerar med olika substanser som vatten.Fråga 5 Vad innebär begreppet korrosion? Jag hade min bilbesiktning här om dagen och fick tyvärr med mig en anmärkning för rost på vänstra sidan golvet. syra och syre. kommunikationsnät och just till våra fordon. De tål i många fall extrem hetta och kyla. Dessa angrepp förstör både metallens utseende men även dess hållfasthet och andra viktiga egenskaper. Rost kan man säga är en form av järnoxid (Fe2O3) där syret har oxiderat elektroner från järnet. Metaller har en mångfaldig varians från att vara av hög densitet som bly och guld. det är just den där enda negativa aspekten av metaller för det är ju väldigt användbara för oss människor och vi använder de till en hel del olika avseenden i vårat vardagliga liv. Ju mer reaktiv en metall är destå snabbare korroderar den. Guld är en av de absolut minst reaktiva metallerna och korroderar väldigt ogärna med andra ämnen. . till att vara väldigt lätta som aluminium. En vanlig korrosions reaktion är den som jag själv utsattes för. Korrosion är det gemensamma namnet för all den oönskade angreppen en metall drabbas utav. så händer två saker på en gång. vilket är anledningen varför guld hittas ofta som rent i naturen. men det kommer alltid med den där nackdelen att de korroderar. Som exempel våra byggnader. som är tex nödvändiga att ens bil ska kunna funktionera på ett säkert sätt. Korrosion är en kemisk process vars reaktioner man kan urskilja genom kemiska reaktioner och elektrokemiska reaktioner. fabriker. När järn kommer i kontakt med luft och vatten. Man kan böja de och därefter forma till olika delar. Rost. De skiner och är oftast väldigt robusta. Hf för 1 mol H2O (g) är -242 kJ. b) Är reaktionen i fråga a) endoterm eller exoterm? Motivera ditt svar! c) Ange entalpiändringen (ΔH) för reaktionen då 6.0g/ 32 g/mol= 0.Fråga 6 Bildningsentalpier vid 25 ºC och 101. A) 2H2 (g)+ O2 (g) 2H2O (g) B) ΔHf är beräknat från ämnets naturliga tillstånd. Molmassa för O2= 32g/mol Substansmängden blir n= m/M = 6.375 mol H2O (g) = -242kJ)* 0.0 g syrgas reagerar med ett överskott av vätgas till vattenånga. C) Massan (O2) = 6 g . ΔH = ΔHf (produkter) (0) − ΔHf (reaktanter) (-242) ΔH = -242 Kj Då ΔH är negativ betyder att reaktionen är exoterm för energi har frigjorts.75kJ frigörs vid en reaktion mellan vätgas och 6. syrgas som reagerar med ett överskott av vätgas. Redovisa dina beräkningar.1875mol O2 <---> 0. ΔH för bildningen av 0.375 mol H2O. .75kJ Svar: 90.3 kPa: Ämne ΔH (kJ/mol) CO (g) – 110 CO2 (g) – 394 H2O (l) – 286 H2O (g) – 242 NO (g) + 90 NO2 (g) + 34 a) Skriv en balanserad reaktionsformel för bildningen av vattenånga ur vätgas och syrgas.1875mol 0.0 gram syrgas.375 = -90. därför är ΔHf för både H2 och O2 lika med 0kJ/mol. . Om jag lägger ihop reaktanterna och produkterna så får jag följande: Fe2++ MnO4.Fråga 7 I sur lösning kan Fe2+-joner oxideras till Fe3+-joner i närvaro av permanganatjoner (MnO4-).H+ Fe3+ + Mn2++H2O II VII -II I III II I –II Fe2++ Oxiderat 1 elektron Mn Reducerat 5 elektroner O Ingen förändring H+ Ingen förändring Det som kan avläsas är att medans järn oxiderats 1 steg så har 5 elektroner reducerats till mangan. är att skriva OT för varje ämne. Skriv en balanserad reaktionsformel.H+ II VII -II I När det kommer till produkterna så ser jag att järn har tappat en elektron och fått OT III. H+ har oxidationstalet I då det är en positivt laddad vätejon. Det bildas också manganjoner (Mn2+).H+ Fe3+ + Mn2++H2O Nästa steg. Så nu har vi gjort klart oxidation talen för reaktanterna i denna obalanserade formel.Då det ingår 4 syreatomer i en permangatjon så vill de inget annat än ta till sig sammanlagt 8 elektoner då det är nämnt sen tidigare att syre har OT -II. Jag vet att syre molekylerna inte bara kan försvinna någonstans så jag läser om frågan och inser att det alltid ingår H+ joner när en metall löses upp i en sur lösning. Fe2++ MnO4. Redogör för samtliga steg i hur du kommer fram till formeln. Pemangatjonerna i lösningen är negativa (-I). Så mangan skulle få OT VIII om det inte vore för att pemangatjonen var negativ. Så vi kan skriva den såhär 5Fe2++ MnO4. Väte har fortfarande OT I då syret i detta samman han har OT –II. Jag börjar skriva upp de givna reaktanterna och produkterna i denna lösning i en obalanserad formel. Mangan har reducerat 5 elektrone och fått OT II. Fe2+ har OT II. Fe3+ + Mn2+. Fe2++ MnO4. Så det är sju . Det betyder att det borde minst vara 5 järnjoner för att denna reaktion ska kunna vara balancerad.H+ 5Fe3+ + Mn2++H2O Nästa steg här är att balansera ut laddningarna genom justera vätet på reaktant sidan. Fe2++ MnO4. Och nu kan dessa syre atomer till reaktanter bli till vatten som en produkt. Så därför får mangan OT VII. då det hjälper mig att balansera reaktionen. Vid en räkning så finns det är OT talet 10 för reaktanterna men + 17 för produkterna. Och mangan och järn är balanserat vilket var av hög prioritet för mig inledningsvis. Det är samma förhållanden så jag kan bara sätta en 4 som koefficienttal åt vattnet så borde min reaktion vara färdig och balanserad.elektroner som ”saknas” Det kan vi justera genom att plussa på 7 vätejoner till det totala antalet av åtta på reaktant sidan.8 H+ 5 Fe3+ + Mn2++4 H2O Jag kontroll räknar ännu en gång och allt verkar stämma. 5Fe2++ MnO4. Vid en snabb räkning så ser jag att det är 8 väte joner och 4 syre atomer på vänster sida men bara 2 väte och 1 syre på höger sida. .8H+ 5Fe3+ + Mn2++H2O Nu är laddningen jämn. 5 Fe2++ MnO4. på en astronomisknivå.S Ber förövrigt om ursäkt angående den här sista uppgiften. P. utan även kan man studera det exciterade ljus från stjärnorna ett tusentals ljusår härifrån och avgöra vad vår rymd består utav. Det som är spännande med detta är att inte bara kan denna metod användas för att bryta ner hur en atoms ”liv” och tillvaro fungerar på en mikroskopisknivå. Detta ljus som sänds ut har väldigt specifika våglängder i och med att alla atomer och därmed grundämnen har en annorlunda sammansättning utav elektroner i sin naturliga tillvaro. När energi tillförs till en atom så hoppar den över till ett skal som har ett högre energiläge. Jag for nämligen till Gävle för en tävling i helgen och lyckades glömma boken på tåget så jag hann inte läsa kapitlet om kemisk analys. När atomens elektroner hoppar tillbaka från en högre energinivå till en lägre så bildas det överskottsenergi i form av ljus. Den ingår underkategorin av spektroskopiska analysmetoder. Exciterade atomer varar exciterade bara i någon bråkdels sekund för att sen övergå och hoppa ner tillbaka till sitt naturliga skal.Fråga 8 Beskriv en analysmetod och när du skulle kunna tillämpa den! Förklara även varför just den analysmetoden är mest lämplig! Kemisk analys går ut på att ta fram kvalitativa eller kvantitativa svar om de partiklar som man vill analysera. En analysmetod som tar till vara på överskott energin i exciterade atomer är emissionsmetoden. Utan fick skriva efter det lilla jag kunde hitta på nätet istället. I vissa fall med rätt utrustning så kan dessa metoder kombineras. . Vid en kvalitativ analys så är syftet att få reda på vilket specifikt ämne det rör sig om medans i en kvantitativ analys så är mängden av ämnet som är i fråga. Detta händer av natur när en atom exempelvis absorberar en foton eller krockar med en närliggande atom.