Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 KEM A02 HT2011 Allmän- och oorganisk kemi REPETITION.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 KEM A02 HT2011 Allmän- och oorganisk kemi REPETITION."— Presentationens avskrift:

1 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 KEM A02 HT2011 Allmän- och oorganisk kemi REPETITION

2 KEMMA02/ © Sofi Elmroth 2011 SYROR och BASER A: Kap 11 (F1, F2) GRUNDLÄGGANDE BEGREPP Brönsted syra/bas Lewis syra/bas Syra med konjugerad bas / Bas med konjugerad syra pH, pOH, pK a, pK b, pK w SAMBAND pH + pOH = pK w pK a + pK b = pK w TYPREAKTIONER Syra/bas jämvikter En- och flerprotoniga syror

3 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 TYPISKA JÄMVIKTSSYSTEM 1 Syra i vatten HA + H 2 O A - + H 3 O + K a (pK a ) Typ 1FB(M) A a=1 0 0 VJ(M)A-x x x Typ 2 FB(M) A a=1 B C VJ(M)A-x B+x C+x   [A - ] [H 3 O + ] [HA] K a = OBS! 2:a-grads ekv

4 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 TYPISKA JÄMVIKTSSYSTEM 2 Bas i vatten B - + H 2 O HB + OH - K b (pK b ) Typ 1FB(M) A a=1 0 0 VJ(M)A-x x x Typ 2 FB(M) A a=1 B C VJ(M)A-x B+x C+x   [HB] [OH - ] [B - ] K b = OBS! 2:a-grads ekv

5 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 Översikt – viktiga syror/baser TYPREAKTION EXEMPELpH skalan Syror deprotoneras HA + H 2 O A - + H 3 O + Baser protoneras B - + H 2 O HB + OH - Svavelsyra, SalpetersyraH 2 SO 4 HNO 3 SaltsyraHCl Perklor/bromsyraHClO 4 HBrO 4 Klor/bromsyraHClO 3 HBrO 3 Hypoklorit/bromitsyraHClO HBrO KlorättiksyraCH 2 ClCO 2 H ÄttiksyraCH 3 CO 2 H (HAc) AmmoniakNH 3 NatriumhyroxidNaOH MagnesiumhydroxidMg(OH) 2 KalciumoxidCaO NatriumhydridNaH* (*H 2 avgår) OBS!

6 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 Flerprotoniga syror och fördelningsdiagram TYPISKA SYSTEM H 2 SO 3, H 2 SO 4, H 2 CO 3, H 3 PO 4 FÖRDELNINGSDIAGRAM ANVÄNDNING Buffert SAMBAND OBS! För syra-system pH = pK a - log [HA]/[A - ] se även Kap 12 ATT KUNNA Skissa diagram Avläsa sammansättning Bereda buffert

7 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 JÄMVIKT i LÖSNING A: Kap 12 (F4, F6, F8) TYPREAKTIONER och SYSTEM Buffert Stabila pH områden, effekter av spädning och/eller tillsats av bas/syra se även jfr. fördelningsdiagram Titreringar System: ( stark syra + stark bas), (svag syra + stark bas), (stark syra + svag bas) För samtliga: skissa titrerkurva, pH vid start, ½ resp 1 eq tillsatt titrator Laboration inkl indikatorer Löslighetssprodukt Löslighet i rent vatten samt efter tillsatser av joner (utsaltning) och /ellerv komplexbildande ligander analyt

8 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 EXEMPEL: stark syra + svag bas SVAG BAS med STARK SYRA Neutralisation av basen Bildning av STARK SYRA Förväntat pH vid ekvivalenspunkten: SURT HA + B - A - + HB stark syra svag bas svag bas stark syra konjugerad bas till HA kojugerad syra till B-   Notera! Starkt alkalisk analyt

9 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 Syra/Bas indikatorer INDIKATOR: Ett syra/bas par där de två formerna har olika färg! REAKTION: HIn(aq) + H 2 OIn - (aq) + H 3 O + (aq)   K a, HIn svag syra stark bas [In - (aq)][H 3 O + (aq)] [HIn(aq)] K a, Hin = ATT KUNNA Beskriva kemisk bakgrund Motivera val av indikator med hänsyn till pH vid 1 eq

10 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 Löslighetsprodukt EXEMPEL: Upplösning av Bi 2 S 3 (s) Bi 2 S 3 (s) 2 Bi 3+ (aq) + 3 S 2- (aq) K sp K sp = a(Bi 3+ (aq)) 2  a(S 2- (aq)) 3 K sp = [Bi 3+ (aq)] 2  [S 2- (aq)] 3 K sp litet för svårlösliga salter; K sp (Bi 2 S 3 (s)) = 1.0E-97 M 4 ATT KUNNA: Beräkna jämviktshalter vid upplösning av salter i rent vatten Beräkna jämviktshalter då någon av produkterna redan finns i lösning – (begrepp: utsaltning – ”the common ion effect”) Typiska salter: hydroxider, karbonater, sulfider  

11 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 Selektiv utfällning som analysredskap Ni 2+ (aq) Ag + (aq) + OH - Fe(OH) 2 (s) Fe 2+ (aq)Ni 2+ (aq) Ag + (aq) + OH - Ni(OH) 2 (s) Ag + (aq) PRINCIP Selektiv utfällning vid vid olika pH och/eller tillsats av S 2- Respektive fällning löses upp i syra och analyseras separat EXEMPEL ATT KUNNA Då K sp känt: ange i vilken ordning olika metallsalter faller ut vid OH - /S 2- -tillsats Reaktioner för upplösning av hydroxider, karbonater och sulfider ( + HCl, +HNO 3 )

12 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 Komplexbildning se även lab! AgCl(s) Ag + (aq) + Cl - (aq) K 1 (1) Ag + (aq) + 2 NH 3 (aq) Ag(NH 3 ) 2 + (aq)K 2 (2)     Ag+ EXEMPEL 12.12: Hur mycket AgCl(s) löses i 0.1 M NH 3 ? TOTALREAKTION (1) + (2) AgCl(s) + 2 NH 3 (aq) Ag(NH 3 ) Cl - K = K 1 K 2 FB(M)a = VJa = 10.1 – 2xxx Lösning ges av K = x 2 /(0.1 – 2x) 2 PRINCIP ”Maskering av metalljon”  

13 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 ELEKTROKEMI A: Kap 13 (F9, 10, 11) GRUNDLÄGGANDE BEGREPP Balansering av redoxreaktioner Anod, Katod, Halvcellsreaktion, Saltbrygga Elektrokemiska spänningsserien Galvanisk cell, Elektrolytisk cell SAMBAND  G = - nFE  G = - RTlnK E = E 0 – nF/(RT) ln Q Q = aktivitetskvot TYPREAKTIONER Galvaniska celler; speciellt torrcellen, NiCad och Pb-batterier Elektrolys; metallframställning tex Al ln K = n F E /RT ORKA oxidation - anod reduktion - katod

14 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 Elektrokemiska spänningsserien Reduktionspotentialer 2 H + (aq) + 2 e -  H 2 (g) E 0 (H + /H 2 ) = 0 V Na + (aq) + 2 e -  Na(s) E 0 (Na + /Na) = V Cl 2 (g) + 2 e -  2 Cl - (aq) E 0 (Cl 2 /Cl - ) = 1.36 V E (EMK) bestäms av SKILLNADEN i reduktionspotential mellan halvcellerna! FÖR GALVANISK CELL: Positiv EMK då E katod > E anod Bra anod! Bra katod! E 0 (reduktionspotential) Referenselektrod

15 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 Galvanisk cell schematisk representation Daniells cell som exempel –+ Zn 2+ (aq) Cu 2+ (aq) Cu(s) Zn(s) E cell (1.10 V) TOTALFÖRLOPP Zn(s) + Cu 2+ (aq)  Zn 2+ (aq) + Cu(s)  G ANOD KATOD

16 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 Aluminiumproduktion elektrolys av bauxit Al: Utvinns ur bauxit – huvudkomponent Al 2 O 3 (s) t m = ca 2000 o C PROCESS: elektrolys i smälta tillsats: CaF 2 (s) eller kryolit (Na 3 AlF 6 )  t m (blandsmälta) = ca 950 o C Al(l) tappas ut KÄLLA: commons/2/24/Hall-heroult-kk png

17 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 Hur mycket ström går det åt? Se även EXEMPEL SAMBAND: Laddningsmängd = (antal mol e- )  (laddning/mol e-) Q = n  FF = Cmol -1 Q = I  tI = strömstyrka(A), t = tid (s) FRÅGA: Vilken strömstyrka behövs om man vill producera 1 ton aluminium under ett dygn? 1 ton aluminium = 1  10 3 kg = 1  10 3  10 3 g = 10 6 g M w (Al) = 27 g/mol  10 6 g motsvarar 37  10 3 mol Al Behov e- : 3  37  10 3 = 111  10 3 mol (n) Behov laddning (Q) = 111  10 3  = 1.07  Tidsrymd: 24 h dvs 24  60  60 s = 86.4  10 3 s Strömstyrka: I = Q / t HÄR: I = 1.07  / 86.4  103 = 124 kA

18 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 Korrosion oönskad oxidation av tex Fe TAKTIK: Använd offeranod dvs tillsätt halvcell som ger strörre drivkraft tex Zn(II)/Zn E o = V O 2 /H 2 O H + O 2 /H 2 O OH - Fe(II)/Fe(s) Fe(III)/Fe(II) H 2 O/H 2 EoEo Zn(II)/Zn(s)

19 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 Celler i vanligt bruk TABELL 13.2 TORRCELLEN (1.5V) BLYACCUMULATORN (2.0 V) NiCd ”Nicad” BATTERI (1.25 V) Zn(s)  ZnCl 2 (aq), NH 4 Cl(aq)  MnO(OH) (s)  MnO 2 (s)  C(grafit) Pb(s)  PbSO 4 (aq)  H + (aq), HSO 4 - (aq)  PbO 2 (s)  PbSO 4 (s)  Pb(s) Cd(s)  Cd(OH) 2 (s)  KOH(aq)  Ni(OH) 3 (s)  Ni(OH) 2 (s)  Ni(s) ANOD: Redoxpar M/M 2+ ELEKTROLYT KATOD: Fast redoxpar N/N n+

20 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 KÄRNKEMI A: Kap 16 (F14) ATT NOTERA Många grundämnen finns som flera isotoper En del är radioaktiva kärnor – med varierande sönderfallshastighet EXEMPEL PÅ VANLIGA ”LAB-ISOTOPER” PS C 14 6

21 KEMA02/ © Sofi Elmroth C  14 N + 0 e + v e Radioaktivt sönderfall En monomolekylär process N = N o exp(-kt) 1:a ordningens sönderfall t ½ = ln2 k V e = antineutrino

22 KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 OBS! LYCKA TILL! Glöm inte den deskriptiva kemin! dvs Namn och formler att kunna + OW-föreläsningar


Ladda ner ppt "KEMA02/ © Sofi Elmroth 2011 KEM A02 HT2011 Allmän- och oorganisk kemi REPETITION."

Liknande presentationer


Google-annonser