"Much to learn, you still have."

En presentation över ämnet: ""Much to learn, you still have.""— Presentationens avskrift:

1 "Much to learn, you still have."
―Yoda to Count Dooku, in Star Wars Episode II: Attack of the Clones

2 Kemirepetition Jan-Olle Malm

3 Mjukstart ”Repetition” (onsdag 9.15-11.45 och torsdag 9.15-11)
SI övningar torsdag och fredag Kursstart måndag 2/ i sal KC:A Kompendier 70 kr Prov torsdag 5/ (Sparta) Periodiska systemet Nomenklatur Säkerhet (föreläsning+upprop måndag, ta med SICD) Formelskrivning Stökiometri

4 Webb

5

6 Till att börja med… Atomen Periodiska systemet Kemisk förening
Oxidationstal Nomenklatur Reaktionsformler Kemiska beräkningar Koncentrationsbegreppet Kemiska reaktioner Löslighet Gaslagen

7 KemIgen KemIgen

8 C Atomernas uppbyggnad Masstal (protoner+neutroner) Atomnummer
Elektroner Masstal (protoner+neutroner) C 12 6 Atomnummer (antal protoner eller elektroner) + e- Rutherford/Bohr KemIgen

9 Elektronskal K: 2 e- (en nivå) L: 8 e- (två nivåer, 2+6)
M: 18 e- (tre nivåer, ) N: 32 e- (fyra nivåer, ) + K L M KemIgen

10 Orbitaler 4f 4d n=4 4p 3d 4s Energi 3p n=3 3s 2p 2s n=2 1s n=1

11 Periodiska systemet s-element d-element p-element KemIgen
Fundamentals B.4 KemIgen

12 Historik

13 Periodiska egenskaper
John Dalton (tidigt 1800-tal) KemIgen Fig B.8

14 Egenskaper Metaller Halvmetaller (metalloider) Icke-metaller
Aggregationstillstånd Karaktäristiska egenskaper/Trender B.4

15 Föreningar joniska  jonbindning  elektrolyt
kovalenta  kovalent bindning  icke elektrolyt metalliska  metallisk bindning  legering Fundamentals C

16 Fundamentals K2 och Toolbox K.1
Oxidationstal Oxidationstalet hos en atom eller molekyl är alltid 0 Summan av alla oxidationstal i en förening är 0 Summan av alla oxidationstal i en jon är lika med jonens laddning Oxidationstalet för väte är +1 tillsammans med icke-metaller och -1 med metaller Oxidationstalet för syre är -2 utom i OF2 (+2) och i peroxider, O22-, (-1) Fundamentals K2 och Toolbox K.1 KemIgen

17 Stökiometriska proportioner
Anges i formler med sifferindex t ex Cu(OH)2, H2O Kan i föreningsnamn anges med numeriska prefix Dessa är: (mono), di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, okta- osv Ibland också hemi (1/2) och seskvi (3/2) Fundamentals D, Nomenklaturhäfte samt wikin KemIgen

18 Jonföreningar I formeln sätts den positiva beståndsdelen före den negativa t.ex. NaCl, K2SO4. I systematiska namn får den negativa beståndsdelen ändelsen -id om den är enatomig (klorid) och ändelsen -at om den är fleratomig (sulfat). Undantag är hydroxid (OH-) och cyanid (CN-). KemIgen

19 Salter Hos salter sätts först katjonerna i bokstavsordning
följt av anjoner i bokstavsordning. Detta gäller både namn och formel. CuCl(OH), kopparhydroxidklorid KemIgen

20 Binära föreningar Den första (elektropositiva) beståndsdelen ges ämnets svenska namn. Den andra (elektronegativa) beståndsdelen ges ämnesnamnets stam (ibland latinsk) plus ändelsen –id. väte hydrid H- klor klorid Cl- brom bromid Br- syre oxid O2- svavel sulfid S2- kväve nitrid N3- kol karbid C4- Om två ämnen kan bilda flera binära föreningar måste det förtydligas (kolmonoxid/koldioxid). KemIgen

21 Katjoner Al3+ aluminiumjon Cu2+ koppar(II)jon
Sammansatta katjoner namnges som binära föreningar De flesta har dock speciella namn. H3O+ oxoniumjon NH4+ ammoniumjon KemIgen

22 Anjoner En enatomig anjon namnges som
andra delen av en binär förening. F- fluoridjon O2- oxidjon H- hydridjon Si4- silicidjon S2- sulfidjon P3- fosfidjon Några fleratomiga anjoner får även ändelsen –id. OH- hydroxidjon CN- cyanidjon O22- peroxidjon HS- vätesulfidjon Fleratomiga anjoner namnges vanligen med trivialnamn. KemIgen

23 Några trivialnamn Sulfat, sulfit, tiosulfat, vätesulfat Nitrat, nitrit
Fosfat, (fosfit), vätefosfat, divätefosfat Karbonat, vätekarbonat Perklorat , klorat , klorit, hypoklorit Silikat Kromat, dikromat Permanganat, manganat KemIgen

24 Systematiskt eller trivialt?
Även de vanligaste trivialnamnen kan ersättas med systematiska, t.ex.: perkloratjon ClO4- som får det fullständiga namnet: tetraoxoklorat(VII) jon, men även klorat(VII)jon duger KemIgen

25 Systematiska alternativ - ibland att föredra
Ett eller flera av de ingående grundämnenas oxidationstal anges med romerska siffror -eller med arabiska siffror och + eller - för laddningen (när det gäller en jon). t.ex. dikromtrioxid, krom(III)oxid t.ex. (tetraoxo)kromat(VI)jon, (tetraoxo)kromat(2-)jon (CrO42-) t.ex. (tetraoxo)sulfat(VI)jon, (tetraoxo)sulfat(2-)jon (SO42-) KemIgen

26 Starka syror och baser Saltsyra (HCl) Salpetersyra (HNO3)
Svavelsyra (H2SO4) Perklorsyra (HClO4) Kaliumhydroxid (KOH) Natriumhydroxid (NaOH) Tabell J.1 KemIgen

27 Reaktionstyper Fasomvandlingar: H2O(l)  H2O(s)
Upplösning/utfällning: PbCl2(s) Pb2+(aq) + 2Cl-(aq) Syra/bas: H2SO4 H+ + HSO4- Reduktion-oxidation ( Red/Ox eller redox): Zn(s) + 2H+(aq) Zn2+(aq) + H2(g) Förbränning C2H5OH + 3O2(g)  3H2O(l) + 2CO2(g) Fundamentals H-K

28 Oxidationstalsmetoden
Fundamentals K samt Toolbox K.1 Kolla materialbalans Identifiera vilka ämnen som oxideras resp. reduceras Ange oxidationstal på dessa Beräkna antalet steg när det gäller oxidation resp. reduktion Beräkna kvoten red/ox eller ox/red Använd kvoten för att balansera oxidation och reduktion Balansera syre med vatten Balansera väte med H+ (Om basisk lösning, neutralisera H+ med lika mängder OH- på båda sidor) Kontrollera massbalans och laddningsbalans KemIgen

29 Halvcellsmetoden - sur lösning
Kap 14.2 samt Toolbox 14.1 Skriv obalanserad reaktionsformel (i jonform) Skriv obalanserade halvcellsreaktioner Fortsätt för varje halvcell med att: a) balansera allt utom O och H b) balansera O med H2O c) balansera H med H+ d) balansera laddningar med elektroner Gör antalet elektroner lika på båda sidor Sätt samman halvcellsreaktionerna Ta bort lika ämne Kontrollera massbalans och laddningsbalans KemIgen

30 Halvcellsmetoden - basisk lösning
Kap 14.2 samt Toolbox 14.1 Skriv obalanserad reaktionsformel (i jonform) Skriv obalanserade halvcellsreaktioner Fortsätt för varje halvcell med att: a) balansera allt utom O och H b) balansera O med H2O c) Balansera H med H+ och lägg till motsvarande mängd OH- på båda sidorna – gör vatten av H+ + OH- d) balansera laddningar med elektroner Gör antalet elektroner lika på båda sidor Sätt samman halvcellsreaktionerna Ta bort lika ämne Kontrollera massbalans och laddningsbalans KemIgen

31 Uppgift Järn (III)joner reagerar med sulfidjon och bildar järn(II)sulfid och elemäntärt svavel

32 MnO4- + Br-  Mn2+ + Br2 Uppgift
Reaktion i sur lösning. Permanganat reagerar med bromid och bildar Mn2+ och brom. MnO4- + Br-  Mn2+ + Br2

33 Seminarium F-5 2) Hypoklorit reagerar med Cr(OH)4- i basisk lösning varvid det bildas kromatjon och kloridjon.

34 Seminarium F-5 3) Arsenik(III)sulfid reagerar med salpetersyra varvid det bildas arsenatjon, sulfatjon och kväve (IV)oxid.

35 Stökiometri - Molbegreppet
H2 + ½O2  H2O Medelatommassa (två decimaler) 12 g av 12C innehåller NA atomer Avogadros tal, NA, = 6.0221023 mol-1 Molmassa (g/mol) Fundamentals E

36 Stökiometriska beräkningar
Vid stökiometriska beräkningar är det enkelt att använda följande gång: ex. 4Al(s) + 3O2(g)  2Al2O3(s) dvs 3 nAl = 4 nO och 2 nAl = 4 nAl2O3 och 2 nO2 = 3 nAl2O3 Fundamentals L KemIgen

37 Stökiometriexempel Hur många mol syrgas krävs
för att bilda 1,00 gram aluminiumoxid om aluminiummetall finns i överskott? Hur stor volym syrgas resp. luft motsvarar det (vid standardtillstånd)? KemIgen

38 2S2O32- + I2  S4O62- + 2I- Titrering
13 ml 0.1 mol l-1 tiosulfat gick åt för att titrera 25 ml jodlösning. Beräkna jodkoncentrationen. 2S2O32- + I2  S4O I- (Tetrationatjon) KemIgen

39 Seminarium F-5 6) För att bestämma sulfitjonkoncentrationen i ett avloppsvatten titrerades 25,00 ml prov med en 0,02237 mol l-1 KMnO4– lösning (violett färg). Då 31,46 ml tillsatts av kaliumpermanganatlösningen kvarstod den violetta färgen. Skriv den balanserade redoxformeln ( jonform) för reaktionen i sur lösning om sulfatjon och mangan(II)jon bildas och beräkna koncentrationen sulfitjoner i avloppsvattnet.

40 Empirisk formel Hormonet estradiol består av kol, väte och syre.
Vid en analys förbrändes 3.47 mg av ämnet i syrgas varvid det bildades mg koldioxid och 2.76 mg vatten. Beräkna den empiriska formeln. (se Fundamentals F.2)

41 Seminarium F-5 9) En organisk förening som består av kol, väte, kväve och syre förbrändes fullständigt med överskott av syrgas. 0,1023 g av föreningen gav 0,2766 g koldioxid och 0,0991 g vatten. Vid ett annat försök med 0,4831 g förening uppsamlades 27,6 ml kvävgas vid STP, dvs 1 atm och 0 oC. a) Bestäm den empiriska formeln. b) Vid ett tredje försök bestämdes densiteten av föreningen i gasfas till 4,06 g l-1 vid 127 oC och 256 torr. Bestäm föreningens molekylformel. 1-hexadecyl-3-(2-methoxyphenyl)urea