H. Aschehoug & Co. Side 1 av 8

Transkript

1 Kjemi.1 Forbrenning.1 og C., C og.3 Ved å studere for eksempel forbrenning av et stearinlys. et er lett å påvise at forbrenningen 1. krever oksygen: sett et glass over stearinlyset. krever brennbart stoff: fjern stearinen 3. krever tenntemperatur: tenn på stearinlyset med fyrstikk. er eksoterm: temperaturen stiger u kan også påvise at det blir dannet karbondioksidgass i reaksjonen.. a Mg(s) + O MgO(s) et blir overført elektroner per magnesiumatom til oksygenatomer. Magnesium blir oksidert, og oksygen blir redusert. b,03 g.5 egge reaksjonene er redoksreaksjoner i henhold til oksidasjonstallmodellen. en første reaksjonen er også en forbrenningsreaksjon..6 a Oksidasjon: Cu Cu + + e Reduksjon: g + + e g b Oksidasjon: Zn Zn + + e Reduksjon: Cu + + e Cu c Oksidasjon: Mg Mg + + e Reduksjon: O + e O d Oksidasjon: Fe Fe + + e Reduksjon: S + e S e Oksidasjon: l l e Reduksjon: Cl + e Cl f Oksidasjon: K K + + e Reduksjon: H O + e H + OH.7 a Cu + /Cu og g + /g d Fe + /Fe og S/S b Cu + /Cu og Zn + /Zn e l 3+ /l og Cl /Cl c Mg + /Mg og O /O f K + /K og H O/H + OH.8 a H: +I og O: II d H: +I og S: II b Na: +I, H: +I og O: II e Cr: +VI og O: II c H: 0 f Mg: 0.9 H. schehoug & Co. Side 1 av 8

2 Kjemi.10 a +VI e +VI b +IV f II c 0 g +VII d +IV h +IV.11 C a S blir oksidert og O redusert. b Ikke redoksreaksjon (oppløsningsreaksjon) c Pb blir redusert og S oksidert. d Ikke redoksreaksjon (løselighetsreaksjon) e S i SO blir redusert og S i H S oksidert. f Ikke redoksreaksjon (oppløsningsreaksjon).17 Redoksreaksjoner: og. (et er bare i og det skjer en endring i oksidasjonstall.).18 a Cu blir oksidert og S redusert. b Nei (fellingsreaksjon) c Fe + blir oksidert og oksygen redusert. d Nei (syre-basereaksjon).19 lle er redoksreaksjoner..0 a Kvikksølv(II)klorid b Gull(III)klorid c Gull(I)klorid d Kaliumoksid e Jern(II)sulfid f Kalsiumoksid.3. + I I II+ I 0 + IVII II a CH CH OH+ 3O C O + 3H O 3 0,7 MJ.5 Fordi fordamping av vann krever energi..6 og er forbrenningsreaksjoner..7 a 1,9 kj b 108 g.8 a Entropien øker fordi fire molekyler i væskeform spaltes til 9 molekyler i gassform. I tillegg er reaksjonen eksoterm. b I de fleste forbrenningsreaksjoner er reaksjonsfarten begrenset av tilgangen på oksygen. Nitroglyserol dekomponerer derimot, og er således ikke er avhengig av andre stoffer (som oksygen) for å reagere.. alansering av redoksreaksjoner.9 C.30 a Sn(s) + Cu + (aq) Sn + (aq) + Cu(s) b Fe(s) + Sn + (aq) Fe + (aq) + Sn(s) c Ni(s) + H + (aq) Ni + (aq) + H d l(s) + 6H + (aq) l 3+ (aq) + 3H.31 C.3 + a 6I (aq) + NO (aq) + 8H (aq) 3I (aq) + NO + H O(l ) 3 3 b 3Zn(s) + Cr O + + ( aq) Cr ( aq) + 3Zn ( aq) a Cr O ( aq) + 3NO + 8H ( aq) Cr ( aq) + 3NO (aq) + H 7 b Cr(OH) (aq) + IO (aq) + OH (aq) CrO (aq) + I (aq) + 5H a FeCl 3 c Na O b SnO d Cr. III+ I + II + VIII ( NH ) Fe(S O ) H. schehoug & Co. Side av 8

3 Kjemi.3 a Fe + (aq) + H + (aq) + H O (aq) Fe 3+ (aq) + H b Hydrogenperoksid virker oksiderende på jern(ii) ionene. Oksygenet i hydrogenperoksid blir redusert fra oksidasjonstall I til oksidasjonstall II i vann..35 a N står i gruppe 15 i periodesystemet og har en elektronegativitet på 3,0. et betyr at N kan danne stabile forbindelser med både mer elektronegative og mer elektropositive grunnstoffer, og de fem ytterelektronene kan alle delta i bindinger, enten som par eller som enkeltelektroner. b Oksygen har oksidasjonstall II i kjemiske forbindelser. Fordi summen av oksidasjonstallene i et sammen satt ion må være lik ioneladningen, må derfor N få oksidasjonstall +V, (3 ( II) + V = 1). c 3CuS(s) + N (aq) + 8H + (aq) 3Cu + (aq) + 3S(s) + NO + H.36 a Fe + (aq) + O + 8OH (aq) FeOOH(s) + H.37 a PbO + HCl PbCl + Cl + H O b NH 3 + 5O NO + 6H O c 3CuS + 8HN 3Cu(N ) + 3S + H O + NO d Zn + 7NaOH + NaN Na ZnO + NH 3 + H O.38 a Ca(s) + Cl CaCl (s) b Fe 3+ (aq) + Sn + (aq) Fe + (aq) + Sn + (aq) c Fe (s) + 3H Fe(s) + 3H O d K(s) + H O (aq) KOH(aq) e Hg Cl (s) + Co(s) Hg(l) + CoCl (s) f 3Mn(OH) 3 (s) + Cr(s) 3Mn(OH) (s) + Cr(OH) 3 (s).39 a KMnO K MnO + MnO + O b KCl KCl + 3O.0 a Cu(s) + S(s) Cu S(s). Ja, kobber blir oksidert og svovel redusert. b Svovel c 0,157 mol d 5,1 g.1 a FeCr O (s) + C(s) Fe(s) + Cr(s) + CO b 61,9 g. a Mg + TiCl MgCl + Ti b 1015 kg.3 Redokstitrering.3 Riktig: 1 Galt:, 3,. 0,0156 mol/l.5 0,366 mol/l.7 a MnO + 5e Mn b Cr O (aq) + 3SO + H (aq) Cr (aq) + 3SO (aq) + H SO HSO + e 7 b 0,038 g SO + 3+ aq) + 3SO + H (aq) Cr (aq) + 3SO (aq) + H.6 a 0,36 mol/l b Fordi permanganationet ellers ville blitt redusert til mangan(iv)dioksid.8 96,1 %.9 Riktig:, og Galt: C.50 a Stivelse b 0,01 mol/l..51 a Cl (aq) + I (aq) Cl (aq) + I (aq) S O + I S O + I 3 6 b 3 g/m 3.5 a Mn(OH) + O + H Mn(OH) 3 Mn(OH) 3 + 6H + + I Mn + + 6H O + I SO + I I + SO 3 6 b 3,05 mg/l H. schehoug & Co. Side 3 av 8

4 Kjemi.53 Veie inn for eksempel 100 g kjøttdeig, tilsette destillert vann og røre til alt nitrittet er oppløst. Etter filtrering fortynnes løsningen til 1000 ml i en målekolbe, og det pipetteres ut 5 ml av denne løsningen. Løsningen titreres mot 0,000 M KMnO. Forbruket leses av og brukes til å regne ut stoffmengden av NaNO i prøven..63 H 1 atm 0,80 V Sølvtråd. Galvaniske celler.5 a og b og C mangler Cu + ioner i kobberhalvcellen. I E har ioneløsningene byttet plass. F mangler saltbro så vi ikke får en «sluttet strømkrets» a Øverst til venstre b Øverst c Nederst til høyre d Overfor og til venstre.57 Pb, Ni, Zn, Mg a Nikkel er negativ pol, og kobber er positiv pol. Negativ pol: Ni(s) Ni + (aq) + e Positiv pol: Cu + (aq) + e Cu(s) b 0,60 V Cu(s) Cu (aq) (1 mol/l) g (aq)(1 mol/l) g(s) E 0 06, V Celle.61 Mg(s) Mg + (aq)(1,0 mol/l) Pb + (aq)(1,0 mol/l) Pb(s) E 0 Celle =, V.6 a Kobber er et edelmetall med E 0 > 0. b CuFeS (s) + 5O Cu(s) + FeO(s) + SO Kobber blir redusert, svovel blir oksidert, jern blir redusert og oksygen blir redusert. + Platinaplate Fordi kaliumionene ikke vil kunne reduseres, og sulfationene ikke vil kunne oksideres. essuten vil ionene ikke reagere med andre ioner i de halvcellene de går til. 3 Oksidasjon ved hydrogenelektroden, anoden: H H + (aq) + e Reduksjon ved sølvelektroden, katoden: g + (aq) + e g(s).6 l 3+ /l har veldig negativt standard reduksjonspotensial, E 0 = 1,66 V, i forhold til de andre metallene, for eksempel g + /g (E 0 = 0,80 V) og Hg + /Hg (E 0 = 0,85 V). et dannes derfor et galvanisk element der aluminium oksideres, mens g + ioner og Hg + ioner reduseres , og E.67 og C.68 og 1,0 mol/l HCl g +.69 a Fe + Cu + Cu + Fe + b Sølv står over kobber i spenningsrekken og vil ikke reagere. c Pb + Cu + Cu + Pb + d Sn + Cu + Cu + Sn +, Sn + + Cu + Cu + Sn +.70 a Zn(s) + Cu + (aq) Zn + (aq) + Cu(s) b l(s) + 3Zn + (aq) l 3+ (aq) + 3Zn(s) c Ingen reaksjon H. schehoug & Co. Side av 8

5 Kjemi.71 Ved å måle spenningen mellom to biter av metallene i vann eller i hver sin halvcelle med sine respektive ioner. En sinkbit i sølvnitratløsning vil også redusere sølvioner til fritt sølv..7 a Ved å slippe l ned i en Cu + løsning: l vil redusere Cu + til Cu. b Ved å slippe de ned i en fortynnet saltsyreløsning: l vil redusere H + til H. Kobber vil ikke gi reaksjon.73 l og Zn.7 a + 3Cu(s) NO (aq) 8H (aq) 3Cu (aq) + NO + H O( l) 3 b Salpetersyre er en oksiderende syre, dvs. at det er NO 3 ionene og ikke H + ionene som oksiderer kobber. c 0,30 mol NO.75 har størst reduserende evne. har størst oksiderende evne..76 Zn + (aq) + e Zn(s) X + (aq) + e X(s) Cu + (aq) + e Cu(s).77 Salpetersyre er en oksiderende syre. 3g(s) + NO 3 (aq)+ H+ (aq) 3g + (aq) + NO + H.78 a Hypoklorittionet, ClO, har en oksiderende evne: ClO + H O + e Cl + OH, E 0 = 0,8 V b Syrene reagerer og danner giftig klorgass: +I I I 0 NaClO + HCl NaCl + H O + Cl.79 a Svovelsyre er en oksiderende syre, dvs. at det er SO ionene, og ikke H + ionene, som virker oksiderende. b Cu(s) + SO (aq) + H + (aq) Cu + (aq) + SO + H.80 a Positiv elektrode: g + + e g Negativ elektrode: Zn Zn + + e b 1,56 V.81 a 0,31 h b 1,30 kj.8 a Negativ elektrode: Cd(s) + OH Cd(OH) (s) + e Positiv elektrode: NiO(OH)(s) + H + e Ni(OH) (s) + OH b 0,9 h.83 a Negativ pol: Zn(s) + OH (aq) ZnO(s) + H + e Positiv pol: H + MnO (s) + e Mn (s) + OH (aq) b Zn(s) + MnO (s) ZnO(s) + Mn (s) c Faren for søl er mindre, og framstillingen er enkel. d Ikke oppladbart, for oksidasjon og reduksjon skjer ikke atskilt a1 III, a: V, a3: III b1 sh 3 + 3O 6H O + s b Redusert + + c1 5sO + MnO + H O+ 11H Mn + 5H so 3 c Permanganationet, MnO, gir en rød løsning, men etter at det er redusert til Mn +, er løsningen fargeløs. Når det er slutt på so, vil løsningen bli rødfarget av permanganationer. c3 0,0579 mol/l d Ser vi på standard reduksjonspotensialer, vil kobber løse seg opp fordi det lar seg oksidere av arsensyre til Cu +. Men arsensyre vil ikke klare å oksidere sølvet. Løsningen vil derfor etter en stund bli blåfarget av Cu + ioner..86 a1 Positiv pol: kobberstang, Negativ pol: sinkstang a 1,1 V b Skilleveggen, som er porøs, skal kunne slippe gjennom ioner slik at det blir en sluttet strømkrets, samtidig som den holder sinkioner og kobberioner atskilt. Sulfationer må kunne vandre fra kobber(ii)sulfatløsningen til sinksulfatløsningen hvis vi skal få en sluttet strømkrets. c1 e kan bruke tilsvarende kar som i oppgaven over. ly(iv)oksidet står i 1,0 mol/l H SO. Magnesium stanga står i 1,0 mol/l MgSO. Her vil Mg elektroden være negativ elektrode. c,06 V H. schehoug & Co. Side 5 av 8

6 Kjemi d Ved å bruke et elektrolysekar med to Pb elektroder i 3,0 mol/l H SO. Ved den positiv elektroden blir det dannet bly(iv)oksid: Pb + H O PbO + H + + e.87 Riktig: og 3 Galt: 1 og.5 Elektrolyse.88 a KOH(l) K(s) + H + O b Hint: Kalium er svært elektropositivt, og et uedelt metall..89 a Se kapittel.5. b 59 kg.90 Framstilling av de svært elektropositive og uedle metallene som natrium, kalium, magnesium og kalsium krever elektrolyse C egerglass 1 inneholder KI: K + (aq)+ I (aq) + H K + (aq) + I (aq) + OH (aq)+h egerglass inneholder CuCl : Cu + (aq)+ Cl (aq) Cu(s) + Cl egerglass 3 inneholder K SO : H O (l) H + O.96 a Reduksjon: Cu + + e Cu E 0 = 0,3 V Oksidasjon: H O O + H + + e E 0 = 1,3 V Elektrolyse: Cu + + H Cu(s) + O + H + (aq) Minimum cellespenning: 0,89 V b 0,395 g c 5 min og 17,6 s (1518 s).97 a Polspenning >,06 V. H dannes ved negativ elektrode (katode) b 38,1 ml c 191 KC.98 a Ved katoden dannes det bly: Pb + + e Pb Ved anoden dannes det r : r r + e b 107 C = 0,3 h.99 a1 g + (aq) + e g(s) a e positive sølvionene tiltrekkes av elektroden av rent sølv og blir redusert, så denne elektroden er negativ. a3 Oksidasjonspotensialene til viktige edelmetaller: + 0 Cu(s) Cu (aq) + e E =03, V + 0 g(s) g (aq) + e E = 080, V + 0 H O + H (aq) + e E =13, V - u(s) u 3+ (aq) + 3e E 0 =10, V Hvis cellespenningen er for lav, får vi ingen reaksjon, eller eventuelt bare oksidasjon av kobber. ersom spenningen er for høy, kan både vann og/eller det som måtte være av gull, bli oksidert. Et av problemene med oksidasjon av vann er at det gir en sur løsning. Og som kjent vil nitrationene (fra sølvnitrat) i surt miljø kunne oksidere sølv. Eventuelle gullioner vil bidra til oksidasjonen av vann og/eller bli redusert til gull ved katoden. Høy spenning kan også redusere vann ved katoden. b1 Salpetersyre har, i motsetning til saltsyre, høyt nok standard reduksjonspotensial til å oksidere metallene. essuten ville eventuelle sølvioner straks bli felt ut som sølvklorid hvis han tilsatte saltsyre (HCl). b Kobber, for det vil redusere bare sølvionene. Sink vil redusere både sølvioner og kobberioner på grunn av lavt standard reduksjonspotensial. c1 et kommer an på betydningen av «kjemikalie». I laboratoriet vil vi nok betegne alle de involverte stoffene H, NaCl(aq) og l(s) som kjemikalier. I en faglig språkbruk er det derfor ikke hold i artikkeloverskriften. Men i dagligtalen vil man ikke kalle disse stoffene kjemikalier. c luminium blir oksidert av sølvsulfidet: l(s) l 3+ (aq) + 3e lle metaller med E 0 < 0, V, og som ikke reagerer med vann, kan i teorien brukes: Ni, Co, Cd, Fe, Cr, Zn og Mn. c3 60, 10 mg = 0,60 g H. schehoug & Co. Side 6 av 8

7 Kjemi.100 a1 Svoveloksiderende, for oksidasjonstallet til svovel øker fra II i H S til +VI i SO. a Jern er et uedelt metall og lar seg oksidere av H + i sure løsninger: Fe + H + Fe + + H H + 3 ioner kan for eksempel komme fra svoveloksidasjonen. et dannes også sulfationer. isse (redoksreaksjon) c l O (s) + OH (aq) + 3H l(oh) (aq) (syre-basereaksjon) 3 l O (s) + OH (aq) + 3H l(oh) (aq) (syre-b asereaksjon) l(s) + OH (aq) + 6H l(oh) (aq) + 3H ( redoksreaksjon) vil også kunne virke oksiderende l(s) + på OH jern (aq) dersom + 6H l(oh) (aq) + 3H ( redoksreaksjon) konsentrasjonen blir stor nok. b 105 m 3 gassblanding.109 c1 lle alkalisalter er lettløselige, for eksempel a luminium står under sølv i spenningsrekken og Na S. vil redusere sølvsulfidet til sølv. c ph = 13 b 3g S + l 6g + l S 3 d Elektrolyse av en HI løsning vil gi I (aq) ved den positive elektroden og H ved den negative elektroden..101 a H b H c Cl d Fordi klorgassen er løselig i vann.6 Korrosjon.10 b l (s) + 6H + (aq) l 3+ (aq) + 3H (syre basereaksjon) l(s) + 6H + (aq) l 3+ (aq) + 3H.110 a1 Figuren viser en galvanisering av en jernstav. Jernstaven må være negativ elektrode. Sink legger seg på jernstaven, som da blir galvanisert. Elektronene beveger seg fra Zn elektroden til jernelektroden. a Zn elektroden (+): Zn Zn + + e Fe elektroden (): Zn + + e Zn(s) a3 1,6 h b Fe(s) + 3O (aq) + n H O Fe nh O(s) Jern blir oksidert og oksygen redusert. Jernelektrode e e + Sinkelektrode.10 Sinkbelegg.105 a Tinn står over jern i spenningsrekken, så jernet vil korrodere før tinn. b Sink står under jern i spenningsrekken og vil korrodere før jern. Zn + ZnCl(aq).106 og E.107 a et dannes et beskyttende lag av kromoksid. b Stor etterspørsel etter ressurser med begrenset forekomst gir som regel høye priser og stor makt til dem som har herredømme over dem..108 a l danner et beskyttende lag av aluminiumoksid (l O ). luminiumoksidlaget kan lages tykkere 3 ved eloksering. b1 Fett vil smelte når det varmes opp. Siden løsningen er basisk, vil det også bli dannet såpe (basisk hydrolyse). Såpen vil løse seg i vann slik at når man skyller med vann, vil man fjerne såpen og dermed fettet. b Salpetersyre (HN ) er en oksiderende syre og kan oksidere jern slik: + + NO (aq) + 3Fe(s) + 8H (aq) 3Fe (aq) + NO g H O( 3 ()+ l) Jern kan også oksideres videre til Fe 3+. HCl gjør at det dannes lettløselige [FeCl ] ioner som blir vasket bort ved skylling med vann. b3 NH Cl + Fe(OH) (s) NH 3 + FeCl (aq) + H H. schehoug & Co. Side 7 av 8

8 Kjemi.111 a Kloridionene i saltsyre vil bli oksidert av permanganationer: + + MnO + 10Cl + 16H Mn + 5Cl + 8H O Salpetersyre inneholder nitrat, der nitrogen har oksidasjonstall V. ette er et sterkt oksidasjonsmiddel som kan oksidere jern fra Fe + til Fe 3+. Og da vil det ikke være så mye jern(ii) igjen når vi starter titreringen: NO + 3Fe + H NO+ 3Fe + HO 3 b 91, % c1 En kobberspiker og galvaniserte jernspiker slås igjennom en jernplate i et fuktig miljø. Etter en stund vil det danne seg rust rundt kobberspikeren, for kobber virker som en transportvei for elektronene. Sinkbelegget på den galvaniserte spikeren virker derimot som en offeranode og blir oksidert istedenfor jernet. c Rust inneholder treverdig jern, Fe 3+, og lar seg påvise ved hjelp av tiocyanationet, SCN. et danner kompleksionet Fe(SCN) +, som har en karakteristisk rødfarge..11 a Ja b Tinnionene i tinn(iv)oksid blir redusert og karbon oksidert. c Tips: Tinn står over jern i spenningsrekken..7 ntioksidanter.113 a F.eks. sitrusfrukter b F.eks. nitritter og C vitaminer (askorbinsyre).11 a ntioksidanter er inhibitorer som hindrer at organiske stoffer oksideres av oksygenet i lufta. b Frie radikaler har en atomgruppe med et uparet elektron og blir dannet når kroppen bruker oksygen for å forbrenne næringsstoffer som fett og karbohydrater. annes gjennom stress, stråling, infeksjoner og tobakksrøyk. c Virker ved å senke hastigheten på oksidasjonen av andre stoffer, ved at den selv oksideres. I kroppen uskadeliggjør den frie radikaler av oksygen. d For å redusere uønsket oksidasjon..115 C atomer med OH gruppe får økt sitt oksidasjontall fra +I til +II.116 C vitamin er en antioksidant og vil hindre oksidasjonen av Fe + til Fe 3+ (ved at askorbinsyren oksideres i stedet for Fe + ), slik at jernopptaket i tarmen blir bedre IV + IV + HSO (aq) + H O (aq) SO (aq) + H IV 0 + VIII SO (aq) + O (aq) + H H S O (aq).118 a Gult b 0,830 g c1 e to C atomene i ringstrukturen med hver sin OH gruppe endrer oksidasjonstall fra +I til +II. - Vi får en oksidasjon til ketogruppe. Fe 3+ + C 6 H 8 O 6 Fe + + C 6 H 6 O 6 + H + d Å titrere vil kunne skille de to syrene fordi det skal tilsettes mer NaOH til ravsyre enn askorbinsyre for å nå ekvivalenspunktet. Ravsyre er en toprotisk syre der syrekonstanten for de to protolysetrinnene ligger så nær hverandre i verdi at vi bare får ett vendepunkt på kurven. Selv om askorbinsyre også er en toprotisk syre, er det bare det første protolysetrinn som vi kan observere ved titrering med NaOH. et forsterkes av at 0,5 g av de to syrene gir c ravsyre > c askorbinsyre fordi den molare massen til ravsyre (118,1 g/mol) mindre enn den molare massen til askorbinsyre (176,1 g/mol). Oksidasjon vil også kunne avsløre om det er ravsyre eller askorbinsyre: et er bare askorbinsyre som lar seg oksidere av Fe a t antioksidantene ikke finnes naturlig i matvaren, eller at konsentrasjonen av naturlig forekommende antioksidanter økes. et er ingen forskjell. b e fleste tilsetningsstoffer med E nummer fra er antioksidanter. H. schehoug & Co. Side 8 av 8