Kapittel 4 Ulike kjemiske reaksjoner og støkiometri i løsninger

Transkript

1 Kapittel 4 Ulike kjemiske reaksjoner og støkiometri i løsninger 1. Vann som løsningsmiddel 2. Elektrolytter Sterke elektrolytter Svake elektrolytter Ikke-eletrolytter 3. Sammensetning av løsning Molaritet Hvordan lage løsning med bestemt konsentrasjon o Fra stoff o Fra løsning (fortynning) 4. Støkiometriske beregninger i løsning 5. Ulike typer kjemiske reaksjoner (i) Fellingsreaksjoner Regler for løselighet (ii) Syre base reaksjoner Definisjoner Svake/sterke syrer og baser Syre base nøytralisering Syre- base titrering (volumetrisk analyse) (iii) Oksidasjon- reduksjonsreaksjoner Definisjoner Regler for oksidasjonstall/tilstand Balansering av redoksligninger Redoks titrering

2 2. Elektrolytter Løst stoff (solute) stoffet som er løst i løsningsmiddelet (solvent) Elektrolytt: En løsning som kan lede strøm (den inneholder ioner) Vi deler løsninger inn i Sterk elektrolytt: Leder strøm godt pga. høg konsentrasjon av ioner. 1. Lettløslige salt 2. Sterke syrer f. eks. HCl + H 2 O H 3 O + + Cl - 3. Sterke baser f. eks. NaOH OH - + Na + Svak elektrolytt: Leder strøm dårlig pga. lav konsentrasjon av ioner. 1. Svake syrer 2. Svake baser CH COOH+ HO HO + CH COO 1% % NH HO NH OH 3. Tungtløslige salt Ikke-elektrolytt: Leder ikke strøm pga. den ikke inneholder ioner. Definisjoner relatert til oppløsning av stoff Konsentrasjon: Forholdet mellom mengde løst stoff og løsningsmiddel Metta løsning: Dersom vi har løst så mye stoff som det er mulig å få løst (dersom vi tilsetter mer vi det bli det dannet bunnfall fast stoff) Umetta løsning: Mindre stoff er løst er det som er mulig ø løse Overmetta løsning: Vi har løst mer stoff enn det som det er mulig å løse

3 Hva er molariteten av løsningen dersom vi løser 3,550 g Na 2 SO 4 i 125 ml? Hva blir molariteten av de ulike ionene? Vi vil lage 1,00 L av en 0,152 M eddiksyreløsning (CH 3 COOH). Hvor mye eddiksyre må vi veie inn? Vi skal lage 100,0 ml av 0,125 M H 2 SO 4 fra 0,500 M H 2 SO 4. Hvor mye (i liter) 0,500 M H 2 SO 4 trenger vi? Vi skal lage 100,0 ml 0,125 M H 2 SO 4. (i) Hvor mye 0,500 M H 2 SO 4 må vi bruke? (ii) Hvor mye vann har vi brukt? Følgende reaksjonsligning er gitt: 2NaOH (aq) + H 2 SO 4 (aq) Na 2 SO 4 (aq) + 2H 2 O (l) Vi har 15,0 ml M H 2 SO 4. Hvor mye 0,124 M NaOH trenger vi? (i) (ii) i liter i gram

4 Hvor mye 0,130 NaOH trenger en for å nøytralisere 30,0 ml 0,260 M HCl? Vi har 25,0 ml 0,130 M HNO 3 og 62,0 ml 0,060 M NaOH. Hva vil konsentrasjonen av OH - eller H + være etter reaksjonen? Vi blander en løsning av K 2 CrO 4 og med en løsning av Ba(NO 3 ) 2 og der blir dannet et gult bunnfall? Hva skjer? Enkle regler for løselighet. 1. De fleste nitrat (NO 3 - ) salt er løselige. 2. De fleste salt som inneholder alkaliemetall og ammoniumion (NH 4 + ) er løselige. 3. De fleste klorid, bromid og iodid salt er løselige. Unntatt de som inneholder Ag +, Pb 2+ og Hg De fleste sulfatsalt (SO 4 2- ) er løselige. Unntatt BaSO 4, PbSO 4, Hg 2 SO 4 og CaSO De fleste hydroksid salt (OH - ) er tungeløslige. Unntatt NaOH og KOH 6. De fleste sulfid (S 2- ), karbonat (CO 3 2- ), kromat (CrO 4 2- ) og fosfat (PO 4 3- ) er bare litt løselige.

5 5. Ulike typer kjemiske reaksjoner (ii) Syre base reaksjoner Definisjoner Arrhenius: Syre: En forbindelse som løser seg i vann og danner H 3 O + ion (H + ) CH 3 COOH + H 2 O CH 3 COO - + H 3 O + Base: En forbindelse som løser seg I vann og danner OH - ion NH 3 + H 2 O NH OH - Brønsted-Lowry: Syre: Et stoff som kan avgi H + (proton): H + CH 3 COOH + H 2 O CH 3 COO - + H 3 O + Base: Et stoff som kan ta opp H + (proton): H + NH 3 + H 2 O NH OH - Svake/sterke syrer og baser Sterke syrer: Alle (nesten) syremolekylene avgir H + HCl, HBr, HI, HNO 3, HClO 4, H 2 SO 4 Sterke baser: Alle basemolekylene tar opp H + (reagerer med vann og danner OH - ) Metall hydroksid av gruppe 1 og 2 i periodesystemet (1A og 2A) Svake syrer: De fleste syrer er svake, dvs bare en liten prosent av molekylene avgir H+ Eksempel: Eddiksyre CH 3 COOH CH 3 COOH + H 2 O CH 3 COO - + H 3 O + Dersom en har en 0,1 M løsning vil mindre enn 1% av molekylene reagere med vann Svake baser Bare en liten prosent av molekylene tar opp H+ De fleste molekylære baser er svake.

6 Regler for oksidasjonstall 1. Oksidasjonstall for alle frie element er 0 (O 2, N 2, C 60 ) 2. Oksidasjonstall for enkle monoatomiske ion er lik ladningen til ionet (Na + : +1, Cl - : -1, Mg 2+ : +2) 3. a) Summen av oksidasjonstallene for atomene i molekyl er 0 b) Summen av oksidasjonstallene for atomene i fleratomige ion er lik ladningen til ionet (SO 4 2- : -2) 4. Fluor har oksidasjonstall 1 3. Hydogen har oksidasjonstall Oksygen har oksidsjonstall -2 } Dersom der er konflikt mellom reglene så er det regelen med lavest nummer som gjelder I tillegg har ion av gruppe IA oksidasjonstall +1 og IIA +2 i kjemiske forbindelser Beskrivelse av reaksjoner i løsning (i) (ii) (iii) Molekylligning K 2 CrO 4 (aq) + Ba(NO 3 ) 2 (aq) BaCrO 4 (s) + 2KNO 3 (aq) Fullstendig ione ligning 2K + (aq) + CrO 4 2- (aq) + Ba 2+ (aq) + 2NO 3 - (aq) BaCrO 4 (s) + 2K + (aq) + 2NO 3 - (aq) Netto ioneligning Ba 2+ (aq) + CrO 4 2- (aq) BaCrO 4 (s)