Veel esinenb männimetsades, meres, pesu kuivatamisel tuule ja päikese käes. Väga tugev oksüdeerija, hävitab baktereid, hoiab ära ohtliku UV kiirguse. 4. Saamine: Tööstuses: peamiselt õhust ( kõrge rõhu ja madala temeperatuuri juures õhk veeldub ja soojendades aurustub esimesena lämmastik, saadakse peaaegu puhas hapnik), teine võimalus on saada vee elektrolüüsi käigus. Laboris: Hapnikurikaste ainete lagundamine: 2KMnO4 => K2MnO4 + MnO2 + O2 2KClO3 => 2KCl + 3O2 2H2O2 => 2H2O + O2 5. Füüsikalised omadused: värvuseta, lõhnata, maitseta, õhust natuke raskem gaasiline aine. Lahustub vees üsna hästi, veeldub väga madalal temperatuuril (-283). 6. Keemilised omadused: Ta on väga tugev oksüdeerija, temas põlevad väga paljud ained: C + O2 => CO2 S + O2 => SO2 4P + 5O2 => 2P2O5 Fe + 2O2 => Fe304 7. Kasutamine: Kõik elusoragnismid kasutavad hingamiseks.
Katalüsaatorid on ained, mis muudavad reaktsioonikiirust. Reaktsiooni lõpuks taastuvad nad keemiliselt ja endises hulgas. Katalüsaator kiirendab ainult kindlat reaktsiooni ja sellise katalüsaatori leidmine eeldab sageli mahukaid eksperimente. Küsimused ja ülesanded 1. Millised reaktsioonid on pöörduvad, millised pöördumatud? Tuua näiteid. - Pöördumatud protsessid toimuvad ühes suunas peaaegu lõpuni (nt üks reaktsioonisaadustest eraldub süsteemist (sade, gaas). [nt 2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g)] Pöörduvad protsessid kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks on moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) nii lähteaineid kui ka saadusi. Erinevate tingimustega (temperatuur, rõhk) saab nende vahekorda tasakaalusegus muuta. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse kahe vastassuunalise noolega () [nt H2(g) + I2(g) 2HI(g)] 2. Millises suunas nihkub reaktsiooni CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) tasakaal, kui
Kõrgpingega saab hapnikus osooni tekitada. *Keemilised omadused Lihtained põlevad hapnikuks : CO2 SO4 P4O10 MgO Lihtained põlevad hapnikuks: CO2 ; H2O ( CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O ) Fe2O3 ; SO2 ( 4HeS + 7O2 2Fe2O3 + 4SO2 ) Põlevad ära süsihappegaasiks ja veeauruks. *Saamine: 1. vee elektrolüüs 2H2O O2 + 2H2 2. vedela õhu lahutamine N2 + O2 3. fotosüntees taimedes H2O , CO2 O2 + orgaanilised ained ja mineraalsoolad 4. laboris O- ühendite lagundamisel 2KClO3 2KCl + 3O2 2KNO3 2KNO2 + O2 *Kasutamine: Kõrge temperatuuriga leek. Raketikütuse koostisosaga. Keemiatööstuse oksüdeerija. Meditsiin. Väävel Väävlit leidub looduses ehedana peamiselt orgaanilistes piirkondades. Suuremosa väävlist leidub looduses ühenditekoostises. H2S- sulfiidid, SO4- sulfaadid. Oksüdatsiooni aste: -; V; V Füüsikalised omadused: *kollane rabe kristallaine *kergesti pulbristub *vees ei märgu Keemilised omadused:
võrdsusest võrrandi paremal ja vasakul pool (30=34+2x; x=9) Vastus: 8Al + 30HNO3 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O Ülesanne: Tasakaalustada reaktsioonivõrrand Cl2 + KOH KClO3 + KCl + H2O 10 11 See on disproportsioneerumise reaktsioon. Cl2 on nii oksüdeerijaks kui ka redutseerijaks, keskkonnaks on KOH. 5Cl2(oks) + 1Cl2(red) + KOH(kk) 2KClO3 + 10KCl + H2O 20 (-) 2(-I) Cl2 + 2e 2Cl 2 5 20 (-) 2V 10 Cl2 - 10e 2Cl 10 1 Kui vasakul on oksüdeerijana 5Cl2 ja redutseerijana 1Cl2, siis paremal on redutseerijana 10KCl ning 2KClO3, sest aatomite arv peab jääma samaks. 6Cl2 + 12KOH 2KClO3 + 10KCl + 6H2O Et kõik koefitsiendid jaguvad kahega, siis saame Vastus: 3Cl2 + 6KOH KClO3 + 5KCl + 3H2O Ülesanne: Tasakaalustada reaktsioonivõrrand
LABORATOORNE TÖÖ 3 Keemiline tasakaal ja reaktsioonikiirus Sissejuhatus: Keemilised protsessid võib jagada pöörduvateks ja pöördumatuteks. Pöördumatud protsessid kulgevad ühes suunas praktiliselt lõpuni. Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsiooni-saadustest (gaas või sade) eraldub süsteemist 2KClO3(s) 2KCl(s) + 3O2(g) Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, nad kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega
metallide ja mittemetallidega. Eranditeks väärismetallid (kulla ja plaatina rühm) ning väärisgaasid. · Reaktsioonid toimuvad eri temperatuuridel · Leelis ja leelismuldmetallidega tekivad ka peroksiidid ja superoksiidid Na + O2 Na2O2; K + O2 KO2 · Esineb nii täielikku kui mittetäielliku põlemist C + O2 CO2; 2C + O2 2CO Hapnik · Laboratoorselt saadakse hapnikurikaste ainete lagundamisel 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 2H2O2 2H2O + O2 2KClO3 2KCl + 3O2 2KNO3 2KNO2 + O2 · Töötuslikult saadakse fraktsioneerival destillatsioonil, vee elektrolüüsil ning molekulaarsõela kasutades. Hapnik Kasutusalad: ·Põlemise intensiivistamine (HNO3, H2SO4 tootmine, kõrgahjuprotsessid) ·Hapnikumaskid (lendur, tuuker, mägironija jt) ·Meditsiin (kopsuhaigused, gaasimürgitus) ·Lõhketööd ·Heitvete puhastamine ·Kangaste ja paberi pleegitamine LÄMMASTIK. N2 · Universumis levimuselt 7. kohal
arvestatud: Viia Lepane SISSEJUHATUS Keemilised protsessid võib jagada pöörduvateks ja pöördumatuteks. Pöördumatud protsessid kulgevad ühes suunas praktiliselt lõpuni. Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsiooni-saadustest (gaas või sade) eraldub süsteemist. Näiteks: 2KClO3(s) 2KCl(s) + 3O2(g) Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, nad kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega. Näiteks: H2(g) + I2(g) 2HI(g)
tasakaaluolekuni, on pöörduvad reaktsioonid. a.i. 2SO2+O22SO3 a.ii. H2SH++HS- a.iii. H2(g)+I2(g)2HI(g) b. Pöördumatud protsessid kulgevad ühes suunas praktiliselt lõpuni. Keemilised reaktsioonid kulgevad lõpuni kui tekib: gaas(eraldub), sade,vesi, kompleksühend. Need kuuluvad nõrkade elektrolütide alla. b.i. 2KClO3(s)2KCl(s)+3O2(g) 2. Millises suunas nihkub reaktsiooni CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O tasakaal, kui a. Reaktsiooni keskkonda lisada veeauru lähteainete suunas(vasakule) b. Reaktsiooni kesskonnast juhtida välja süsinikmonooksiidi saaduste suunas(paremale) c. Reaktsiooni keskkonnast välja juhtida vesinikku lähteainete suunas(vasakule) 3. Kuidas nihkub järgmise reaktsiooni tasakaal: 2CO(g)+O2(g)2CO2(g) (H < 0) a
LABORATOORNE TÖÖ 3 SISSEJUHATUS Keemiline tasakaal ja reaktsioonikiirus. Keemilised protsessid võib jagada pöörduvateks ja pöördumatuteks. Pöördumatud protsessid kulgevad ühes suunas praktiliselt lõpuni. Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsioonisaadustest (gaas või sade) eraldub süsteemist 2KClO3(s) →2KCl(s) + 3O2 ↑ Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, nad kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega. H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g)
algul). [kII = 1/t(ln (C0-Ct)/(C0-Ct)]. III Reaktsiooni mehhanismid. Lihtreaktsioonid kulgevad ühes etapid ja lôpuni. Reakts. vôrrand vastab elementaaraktile. Liitreaktsioonid mitu etappi ja vôivad olla pöörduvad. Pöörduvad reaktsioonid: kulgevad üheaegselt môlemas suunas. N: A+B C+D; v1=k1c(A)c(B); v2=k2c(C)c(D); v(t)=v1-v2. Paralleelsed reaktsioonid: vôivad reageerida mitmel erineval viisil. N: 1) 4KClO3 (v1) 4KclO4 + KCl; 2) 2KClO3 (v2) 2KCl + 3O2; v = v1 + v2. Jadareaktsioonid: koosnevad mitmest järjestikkusest etapist. A(v1,k1) B(v2,k2) C D; v = v(kôige aeglasem staadium). N: 2N2O 2N2 + O2 = a) N2O N2 + O b) N2O + O N2 + O2. Ahelreaktsioonid: koosnevad väga paljudest korduvatest järjestikkustest etappidest: 1) Mittehargnevad e. lineaarsed. 2) Hargnevad (U235 reakts.). N(1): Cl2 + H2 2HCl = a) Cl2 + h Cl + Cl b) H2 + Cl HCl + H c) Cl2 + H HCl + Cl (kaks viimast korduvad)
8) KClO3 kaaliumkloraat Kaaliumkloraati tuntakse arginimetuse Berthollet` soola nime all, sest selle soola avastas 1789 aastal prantsuse keemik C. L. Berthollet. See on valge värvusega, vees hästi lahustuv kristalne aine. Ta on väga tugev oksüdeerija, mis segatuna väävliga, fosforiga ja paljude orgaaniliste ainetega võib kergelt plahvatada juba kas hõõrdumisel või löögi tagajärjel. Kaaliumkloraati võib kasutada samuti laboris ja koolikeemias hapniku saamiseks. 2KClO3 2KCl + 3O2 Kaaliumkloraati kasutatakse palju sõjanduses mitmete lõhkeainete, maskeerivate suitsusegude ja sütikute valmistamiseks, pürotehnikas ja tuletikkudes. Tuletikupea sisaldab umbes 50 % kaaliumkloraati. Tikk süttib siis, kui seda hõõruda vastu tikukarbi süütepinda, mis sisaldab punast fosforit. Kaaliumkloraadi reaktsioon väävelhappe ja suhkruga on väga eksotermiline ning suure leegiga
Lihtainene leidub hapnikku õhus, kus teda sisladub mahu järgi 21% (1/5) ja massi järgi 23%. Seotult kuulub hapnik vee, kivimite, mineraalide ja loom- ning taimeorganisimide koostisse. 2. Saamine. Tööstuslikult toodetakse hapnikku õhust või vee elektrolüüdil, laboratoorselt saadakse teda kas: a) vee elektrolüüsil: 2H2O=2H2+O2 b) kaaliumkloraadi-, nitraadi-, permangnaadi või elavhõbeoksiidi lagundamisel kuumutamisega: katalüsaatoriks 2KClO3--------------------2KCl+3O2 MnO2 2KNO3=2KNO2+O2 2HgO=2Hg+O2 c) vesinikperokdiidi katalüütilisel lagunemisel: katalüsaator 2H2O2-----------------2H2O+O2 3.Omadused. Hapnik on värvuseta, lõhnata ja maitseta, õhust veidi raskem gaas, mis vees vähe lahustub. Hapnik on tugev oksüdeerija, oksüdeerides lihtained ja ühendik koostisse kuuluvaid elemente oksiidideks: 2Mg+O2=2MgO 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 4. Kasutusalad
Kui on tegemist mitme järjestikku ja paralleelselt kulgeva reaktsiooni liitumisega, on tegemist liitreaktsiooniga. Pööratavad ja mittepööratavad reaktsioonid: reaktsioonid on põhimõtteliselt alati pööratavad. Välistingimuste muutumisega saab tasakaalu alati nihutada nii, et nad on mittepööratavad. Paralleelsed reaktsioonid tihti reageerivad ained mitme paralleelreaktsiooni järgi. NT. lagunevad kloraadid kuumutamisel kahel viisil: 2KclO3->2KCl+3O2 ja 4KclO3->3KclO4+KCl Paralleelreaktsioonide tõttu tekib saadustena tihti ainete segu. Järjestikused reaktsioonid-paljud reaktsioonid kulgevad läbi ebapüsivate vahestaadiumite. NT. tekib vesinikbromiidi temperatuuril üle 500 K järgmiste reaktsioonide järjestikuse kulgemisena: a)Br2-> Br+Br b) Br+H2->HBr+H c) H+Br2->HBr+Br d) H+HBr->H2+Br e) Br+Br->Br2 Üksikute staadiumite kiirused erinevad ja summaarse kiiruse määrab kõige aeglasem reaktsioon.
monohapnikust: CIO- → Cl- + O Kloorhape ja kloraadid Kloraadid tekivad kõrgemal tº-l Cl2 toimel kuumale leelise lahusele: 6NaOH + 3Cl2 → 5NaCl + NaClO3 + 3H2O Kloorhapetsaadakse happe toimel kloraatidesse (ainult lahjendatud kujul): tugev, kuid ebapüsiv hape tema sooladest tähtsaim KClO3 – kaaliumkloraat tuev oksüdeerija, kuumutamisel (+ katal.) → O2: MnO2 2KClO3 2KCl + 3O2 (ilma katalüsaatorita laguneb teisiti) kasutatakse tuletikkudes, pürotehnilistes segudes, signaalrakettides segus mõnede anorgaaniliste ainetega (eriti P, S jm. liitained) ja orgaaniliste ainetega plahvatab kergesti Perkloorhape ja perkloraadid Perkloraate võib saada kloraatide kuumutamisel ilma katalüsaatorita: 4KClO3 → 3KClO4 + KCl Konts. H2SO4 toimel KClO4-le → HClO4 (perkloorhape) HClO4 – tugev hape
annaabi.ee 
