Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Analüütline keemia vol4". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
elektrood, ioon, membraan, elektroodid, metall, ioonid, tiitrimine, hco3, potentsiomeetria, katioon, redoks, ekvivalent, klaaselektrood, titrant, co32, proov, kontsentratsiooniga, anood, anioon, inertsed, nahco3, suhtest, ekvivalentpunkt, segud, juhtivus, elektrokeemiline, soolasild, katood, hõbe, lahjem, membraanid, kristallilised, meetrid, anioonidetiitrimisviga Et =Vlp Vep 8. Põhiaine ja nõuded põhiainetele. põhiaine kõrge puhtusega ühend, millest valmistatakse standardlahus või mida kasutatakse standardlahuse kontsentratsiooni määramiseks Kõrge puhtus; Püsivus õhus ja lahuses; Mitte hügroskoopne; Odav; Suure molaarmassiga; Lahustuv antud reaktsioonikeskkonnas; Kiire ja stöhhiomeetriline reaktsioon analüüdiga. Väga vähestel ühenditel on sellised omadused 9. Tiitrimismeetodid (otsene, tagasi, kaudne). otsene tiitrimine - teatud kogusele tiitritavale lahusele (A) lisatakse titrandi (T) lahust kuni reaktsiooni lõpp-punkti fikseerimiseni (skeem: A + T = P) tagasitiitrimine kui reaktsioon analüüdi ja titrandi vahel on aeglane või titrant pole püsiv; -teatud kogusele tiitritavale lahusele (A) lisatakse liias titrandi (T) lahust; titrandi liig tiitritakse tagasi teise teadaoleva kontsentratsiooniga ainega (B), mis reageerib hästi titrandiga, kuid ei lagunda
TTÜ keemiainstituut Analüütilise keemia õppetool Instrumentaalanalüüs Fosforhappe määramine Cola-jookides potentsiomeetriline tiitrimine Töö teostaja: Õpilaskood: Õpperühm: Õppejõud: Aini Vaarmann Teooria: Potentsiomeetrilise analüüsimeetodi aluseks on määrata komponenti sisaldava praktiliselt vooluvaba galvaaniahela elektromotoorjõu mõõtmine. Registreeritakse sobiva indikaatorelektroodi potentsiaali sõltuvus lisatud titrandi ruumalast. Indikaatorelektroodi
reaktsioonidel toimuvatel põhinevad reaktsioonidel meetodid põhinevad meetodid: Konduktomeetria (G=1/R) Konduktomeetriline Staatilised meetodid Dünaamilised tiitrimine (I=0): meetodid Potentsiomeetria (E) Potentsiomeetriline tiitrimine Reguleeritava pingega: Konstantse vooluga: Voltamperomeetria (I=f(E)) kulonomeetriline tiitrimine Amperomeetriline tiitrimine (Q=It) Elektrogravimeetria Elektrogravimeetria Kulonomeetria konstantse elektroodi potentsiaaliga 3
analüüsida vee kvaliteeti Emajões või suurt partiid apelsine), seetõttu võetakse analüüsiobjektist proov. Prooviks nimetatakse analüüsiobjekti seda osa, mida kasutatakse analüüsil, nt võetud pudelitäis vett või partiist välja valitud kolm apelsini. Analüüt on aine, mille sisaldust analüüsiobjektis määratakse, nt tiabendasool puuvilja puhul või vask metallisulamis. Analüüt võib olla nii element (nt joogivee kaaliumisisaldus), ioon (juurvilja nitraadisisaldus), molekul (askorbiinhape puuviljas, benseen bensiinis), ainete kogum (nt leiva kiudainesisaldus). Samas ka nt kroomi võib määrata erinevalt, kas kroomi üldsisaldust vees, kroom IV sisaldust vees või kromaatiooni CrO42- sisaldust vees. Cr(IV) esineb vees peamiselt kahe ioonina: kromaatioon CrO42- neutraalses ja aluselises keskkonnas, dikromaatioon Cr2O72- happelises keskkonnas. Võimalik on määrata ka nt ainult lahustunud analüüdiosa
Indikaatoriks nõrk alus: In + H2O = InH+ + OH Aluse värv happe värv Indikaatori molekulaarse vormi värv on erinev ioonse vormi värvist Happe-aluseliste indikaatorite tüübid ftaleiin: fenoolftaleiin (Indikaatori pöördeala pH 8,0-9,2) sulfoonftaleiin: 2 värvimuutuse ala, üks happelises teine neutraalses või nõrgalt aluselises keskkonnas. Indikaatoriks Na soolad. fenoolsulfoonftaleiin ehk fenool punane azo: metüülpunane(Indikaatori pöördeala pH 4,2-6,3) Tugeva-happe tiitrimine tugeva alusega, tiitrimiskõver: Indikaatori valiku põhimõtted neutraalisatsioonitiitrimisel: reeglina valitakse mõni nõrk alus või hape, indikaatori pKa±1 Puhverlahused Säilitab kindla pH väärtuse. Koosneb nõrgast happest ja temaga konjugeeritud alusest või siis nõrgast alusest ja temaga konjugeeritud happest. Puhverlahus moodustub kui nõrk hape on osaliselt neutraliseeritud tugeva aluse poolt või nõrk alus tugeva happe poolt
määratava iooni aktiivsus. Esimesse rühma kuuluvad gaasielektroodid, millest tuntuimaks on vesinikelektrood. Teise rühma kuulub ka laialdaselt võrdluselektroodina kasutusel olev kalomelelektrood, kus elavhõbe asub elavhõbe(I)kloriidiga küllastatud KCl lahuses. Ioonvahetuslike omadustega membraanelektroodi potentsiaal oleneb membraani ja lahuse vahelise ioonivahetusprotsessi tasakaalust. Kõige tuntumaks membraanelektroodiks on klaaselektrood. Ioonselektiivsed elektroodid. Elektroodid on kas homogeense või heterogeense membraaniga. Laialdaselt kasutatakse näiteks LaF3 kristallist membraanelektroode. Gaasitundlikud elektroodid Kirjeldage pH elektroodi tööpõhimõtet Vesinikelektroodi kasutatakse indikaatorelektroodina pH määramisel. Elektroodiks on metall, mis asub oma vähelahustuva soola ja sellega ühist aniooni omava hästilahustuva elektrolüüdi lahuses. Näiteks hõbe-hõbekloriidelektrood Ag,AgCl/Cl-
Indikaatori molekulaarse vormi värv on erinev ioonse vormi värvist. Happe-aluseliste indikaatorite tüübid ftaleiin: fenoolftaleiin (Indikaatori pöördeala pH 8,0-9,2); tümoolftaleiin sulfoonftaleiin: 2 värvimuutuse ala, üks happelises teine neutraalses või nõrgalt aluselises keskkonnas. Indikaatoriks Na soolad. fenoolsulfoonftaleiin ehk fenool punane azo: metüüloranz(Indikaatori pöördeala pH 3,1-4,4.); metüülpunane(Indikaatori pöördeala pH 4,2-6,3) Tugeva-happe tiitrimine tugeva alusega, tiitrimiskõver- Indikaatori valiku põhimõtted neutraalisatsioonitiitrimisel-reeglina valitakse mõni nõrk alus või hape, indikaatori pKa±1 Puhverlahused-Säilitab kindla pH väärtuse. Koosneb nõrgast happest ja temaga konjugeeritud alusest või siis nõrgast alusest ja temaga konjugeeritud happest. Puhverlahus moodustub kui nõrk hape on osaliselt neutraliseeritud tugeva aluse poolt või nõrk alus tugeva happe poolt. Puhverlahuse tekke tõttu on nõrkade
Vee kareduse määramine - vee karedus on tingitud kaltsium ja magneesiumsoolade sisaldusest, mis põhjustavad vhelahustuvate ühendite teket. Vesinikkarbonaatide esinemine vees põhjutab karbonaatse e mööduva kareduse, mille määramiseks tiitritakse vett soolhappe lahusega. Ca(HCO3)2+2HCl = CaCl2+2vesi+2CO2 Vee püsiv karedus on tingitud peamiselt sulfaat ja kloriiioonide sisalduset. Vee mööduv ja püsiv karedus mood üldkareduse. Üldkareduse määramiseks sadestatakse Ca ja Mg ioonid naatriumkarbonaadi ja NaOH lahusega ning tiitritakse lahusesse jäänud leelise liig soolhappega. Ca2+ + CO3 2- = CaCO3 2Mg2+ + 2OH- + CO3 2- = Mg2(OH)2CO3 Kareduse mõõtühikuks on Ca ja Mg ioonide summaarne kontsentratsioon vees. Redoksreaktsioonid- toimub elektronide ülekanne ühelt ainelt teisele. Ce4+ + Fe2+ = Ce3+ + Fe3+ · Oksüdeerija Ce4+ -võtab elektroni · Redutseerija Fe2+ - annab elektroni. · Poolreaktsioonid · Ce4+ + e- = Ce3+ · Fe2+ - e- = Fe3+ Elektrokeemiline ahel
Ioonvahetus kromatograafia: *Komponendid liiguvad piki kolonni, rohkem kinni peetud komponent asendab vähema. *Näiteks vee pehmendamine, ioonvahetuskolonniga; *ei saa komponente täielikult lahutada; *kolonni pikendamine ei mõju -Gaaskromatograafia: -Vedelikkromatograafia (LC): A on väga väike, B ja C on väikesed, sest vedelikes on difusioon palju väiksem kui gaasides. -Elektroforees:Meetodid: Paber-, geel-, kapillaarelektroforees Põhimõte: elektrivoolu toimel liiguvad ioonid, aminohapped või valgud läbi keskkonna (statsionaarse faasi) või läbi kapillaari. Selle protsessi käigus liiguvad ioonid erinevate kiirustega ja on eraldatavad. Kasutamine: DNA, RNA, ioonsed ühendid Põhimõisted kromatograafia: VR-retentsiooniruumala - liikuva faasi ruumala, mis on vajalik poole aine elueerimiseks kolonnist tR-aine retentsiooniaeg - aeg, mis kulub poole aine elueerimiseks kolonnist konstantse voolukiiruse juures
Galvaanielementide elektromotoorjõud võib olla sõltuvalt kasutatavatest ainetest 0,52,5 V. Galvaanielementidest moodustatakse ka patareisid. Tavakasutuses on selline poes müüdav 4,5 ja 9.0 V lapik patarei, mis on ainsad tavakasutuses olevatest, mida on õige patareiks nimetada.seade, milles iseeneslikud elektrokeemilised reaktsioonid tekitavad elektrivoolu väkisahelas. 2. Elektroodipotentsiaalid on pinge metalli ja elektrolüüdi vahel. 3. Elektroodide liigitus elektroodid jaotatakse selle alusel, mis määrab elektroodidi ja lahuse vahelise tasakaalu katiooni suhtes pöörduvalt töötavad elektroodid. Teist liiki elektroodideks on lahuses oleva aniooni suhtes pöörduvalt töötavad elektroodid. 4. Vesinikelektrood Vesinikelektrood on katioonide suhtes pöörduvalt töötav elektrood, selle kandjaks on tavaliselt plaatinaelektrood, mille pind on absorbtsioonivõime tõstmiseks kaetud plaatinamusta kihiga
Kui aga projektis jäetakse mõni süsteemi kuuluv nähtus kas üldse käsitlemata või käsitletakse ebapiisaval tasemel, võivad tagajärgedeks olla avariid, õnnetused, konstruktsioonmaterjalide hävimised jms. Millegi rajamisel tuleb arvestada materjalide sobivust: ükski roostevaba teras pole vastupidav kloriidioonide toimele; tsingitud terasest torudel peab kuuma vee temp olema kas alla 55 o või üle 100o; kui süsinik on kontaktis teiste metallidega, siis teine metall alati hävib, ka kuld ja plaatina; õhk sisaldab alati veeosakesi aerosoolidena (Cl-ioonid). NÄIDE: AS Paide Vesi: Roostevaba teraste keevitamine on äärmiselt probleemne, arvestamata jäeti ka roostevabaterase korrosioonispetsiifika keevisõmbluste piirkond jäeti puhastamata keevitamisel tekkinud korrosiooniproduktidest, mistõttu roostetas keevisõblus nii õhukeseks, et võis iga hetk survele järele anda. Ning seetõttu oldi sunnitud ka kogu torustiku välja vahetama.
pH mõiste, näited. pH arvutamine prootonite kontsentratsioonist ja vastupidi. Aatom on elemendi väikseim osake, millel säilivad selle elemendi keemilised omadused, koosneb positiivse laenguga tuumast ja seda ümbritsevast elektronkattest. Elektron on negatiivse laenguga (e) aatomi stabiilne elementaarosake. Molekul on elektriliselt neutraalne, on lihtaine või ühendi väikseim osake, mis eksisteerib iseseisvalt ja samal ajal säilitab selle elemendi keemilised omadused. Ioon on elektriliselt laetud osake, mis tekib siis, kui aatom loovutab või liidab ühe või mitu elektroni, et moodustada stabiilne väliselektronkiht. Jagunevad katioonid ja anioonid. Valem on informatsioon ühendi keemilise koostise ja struktuuri kohta, milles kasutatakse elementide keemilisi sümboleid; jagunevad empiirilisteks ja struktuurilisteks. Empiiriline valem näitab aine elementaarkoostist ja elemendi ning elemendi gruppide omavahelist suhet, nt H 2S.
näited. pH mõiste, näited. pH arvutamine prootonite kontsentratsioonist ja vastupidi. Aatom - keemilise elemendi väikseim osake, mis koosneb positiivse laenguga tuumast ja seda ümbritsevast elektronkattest. Tal on elemendile omased keemil. omadused. Elektron - negatiivse elektrilanguga püsiv elementaarosake. Molekul - lihtaine või ühendi väikseim osake, mis eksisteerib iseseisvalt ja samal ajal säilitab selle elemendi keemil. omadused. Ioon - elektriliselt laetud osake, mis tekib siis, kui aatom loovutab või liidab ühe või mitu elektroni, et moodustada stabiilselt väliselektronkihti. Jagunevad katioonideks ja anioonideks. Ainete valemite mõiste: 1)Empiiriline valem nt ühendisse kuuluvate aatomite arvu vahekorda vähimate täisarvudega, ka elementide gruppide omavahelist suhet. CH3Br, C6H6, H2C. Erandjuhul väljendab valem ainult molekulide koostist: N2, CH2, Hcl
on kordi kõrgem (prooton võib hüpata üle ühe vee molekuli juurest teise juurde, sama ka hüdroksüülioonidega). Elektrivälja olemasolu korral toimub prootoni üleandmine ühelt vee molekulilt teisele välja suunas, mitte H3O+ liikumine, seetõttu toimubki kiirem laengu ülekanne. Tugevamini hüdratiseerunud ioonide elektriväljas liikuva osakese raadius on suur. 3kt Elektroodpotentsiaalid Protsessid elektroodil: Elektrood jaotatakse mittepolariseeritavaks ja polariseeritavaks elektroodiks. Mittepolariseeritava- (metall-) elektroodil toimub takistamatu ioonide ja laengute vahetus elektroodmetalli ja lahuse vahel. Sellest vahetusest osavõtvat iooni nimetatakse potentsiaalimääravaks iooniks. Seda potentsiaalihüpet kirjeldab Nernsti võrrand. Polariseeritaval elektroodil reaktsioone ei toimu ja seal esinev tasakaal on elektrokeemilist laadi. Laetud osakesed ei suuda faaside piirpinda läbida.
Tähtsamad puhverlahused on: 1. ammooniumpuhver, mille pH~9, koosneb ammoniaakhüdraadist NH3 · H2O ja ammooniumkloriidist NH4Cl. 2. etanaatpuhver, mille pH~4,5, koosneb etaanhappest CH3COOH ja naatriumetanaadist CH3COONa. Molaarne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu 1 dm3 lahuses.Ühiku mol/dm3 asemel kasutatakse tihti lühemat varianti M. Näiteks 2mol/dm3=2M. Katioonid on positiivse laenguga ioonid: H+,NH4+,kõik metallide ioonid.NH4+ on ammooniumioon, mis võib kuuluda soolade koostisse nagu metallide ioonidki. Anioonid on negatiivse laenguga ioonid: OH-,happejääkioonid. Lehekülje algusesse Põhilised tööoperatsioonid keemilisel analüüsil. Uuritava aine viimine vesilahusesse. 1. Paljud metallid ja anorgaanilised ained reageerivad tugevate hapetega (HCl,H2SO4,HNO3) või nende seguga (näiteks kuningveega, mis koosneb
m <0,1…0,2 mol/kg G — lahusti mass [kg] n — lahustunud aine moolide hulk m — molaalne kontsentratsioon 4. osmoos: Võttes kaks vedelikku —lahuse ja puhta lahusti — ja viies need kontakti, siis toimub teatud aja pärast lahuste segunemine ja kontsentratsioonid ühtlustuvad. See on tingitud lahusti ja lahustunud aine molekulide vastastikusest difusioonist. ↓ poolläbilaskev membraan ↓ poolläbilaskev membraan lahus lahusti → lahus lahusti <–––– H2O Kui kahe lahuse vahel on poolläbilaskev membraan, mis laseb läbi ainult lahusti molekule, aga mitte lahustunud aine molekule. Ka siis püüab difusioon kontsentratsioone ühtlustada, aga kuna membraani läbivad vaid lahustimolekulid, on võimalik vaid lahustimolekulide liikumine puhtast lahustist lahusesse. Selle liikumise tulemusena puhta lahusti nivoo langeb, lahuse oma tõuseb.
poorne vahesein () Zn | ZnSO4 () | CuSO4 () | Cu (+) YKI0020 Keemia alused Toomas Tamm 2011 S 2011/2012 18. Elektrokeemia 2 Anood ja katood anood: elektrood, millel toimub oks¨udeerumine Zn - Zn2+ + 2 e- katood: elektrood, millel toimub redutseerumine Cu2+ + 2 e- - Cu Summaarne reaktsioon: Cu2+ () + Zn (t) - Cu (t) + Zn2+ () YKI0020 Keemia alused Toomas Tamm 2011 S 2011/2012 18. Elektrokeemia 3
1. Vee ioonkorrutis 2. pH mõiste ja määramise meetodid. pH vesinikioonide kontsentratsioon lahuses, pH = log (CH+) Indikaatorid omavad erinevat värvust happelises ja aluselises keskkonnas, võimalik määrata visuaalselt Vahemik, milles värvus muutub, on pöördeala Looduslik punase kapsa mahl, Indikaatorpaber mugav, aga pole täpne Ioonselektiivsed elektroodid (klaaselektrood)- ühendatakse pH- meetriga; saab pH mõõta täpsusega +/- 0,01 pH ühikut 1. Loodusliku vee koostis 2. Katlakivi tekke reaktsioon ja tema eemaldamine (vt praktikumi töö). NaOH või selle asemel Na2CO3 2% HCl lahus Kui detailid on alumiiniumist, ei tohi kasutada happelisi ega leeliselisi lahuseid, vaid kaltsineeritud sooda (Na2CO3 ) lahust. Katlakivi eemaldamiseks kasutatavatele lahustele lisatakse inhibiitorit (näiteks
5) optiliselt läbipaistev; Heterogeenne segu- segu, mille koostis igas ruumipunktis pole ühesugune, 6) toodetav erinevates värvitoonides. koosneb mitmest eristatavast faasist: emulsioonid, kivimid, pulbrid; näiteks Metall (Al), keraamika (klaas), polümeer (polüester). graniit Segud on paljud toiduained, ravimid, taimekaitsepreparaadid, ehitusmaterjalid. 16. Komposiitide mõiste, näited. n Koosnevad 2 või enamast materjalist (metall, keraamika, polümeerid). 9. Materjalide struktuur (mikro-, makro)
52. Karbonaatne karedus (vt praktikumi töö). Karedust, mida arvutatakse HCO-3 ja CO2+3 kontsentratsioonide järgi, nimetatakse karbonaatseks kareduseks. 53. Püsiv ehk mittekarbonaatne karedus (vt praktikumi töö). Karedust, mida arvutatakse Ca2+ ja Mg2+ summaarse kontsentratsiooni järgi, nimetatakse üldkareduseks. 54. Soolade kõrvaldamine veest ioniitidega (vt praktikumi töö). 1. Vee läbijuhtimine H-kationiidiga kolonnist. Seotakse Ca2+ ja Mg2+ ioonid. 2. Vee läbijuhtimine OH-anioniidiga kolonnist. Seotakse tekkinud tugevad happed. 55. Veepuhastusprotsess (tööstuses). 1) vee läbijuhtimine H-kationiidiga kolonnist 2) vee läbijuhtimine OH-anioniidiga kolonnist. Saadakse puhas vesi samane destilleeritud veega 56. Vedelkütused. Vedelkütuseid toodetakse naftast, etanooli saadakse taimede seemnete või suhkrutööstuse jäätmete kääritamisel, biodiislikütust toodetakse taimeõlidest 57. Lahuse mõiste.
Heterogeenne segu segu, mille koostis igas ruumipunktis pole ühesugune, 3) suhteliselt tugev koosneb mitmest eristatavast faasist: emulsioonid, kivimid, pulbrid; näiteks 4) odav; graniit 5) optiliselt läbipaistev; Segud on paljud toiduained, ravimid, taimekaitsepreparaadid, 6) toodetav erinevates värvitoonides. ehitusmaterjalid. Metall (Al), keraamika (klaas), polümeer (polüester). 9. Materjalide struktuur (mikro-, makro). 16. Komposiitide mõiste, näited. n Puhaste ainete materjalide omadused sõltuvad elementkoostisest ja mikro n Koosnevad 2 või enamast materjalist (metall, keraamika, polümeerid). ning makrostruktuurist. n Eesmärk omaduste kombineerimine et saada parim. n Mikrostruktuur on aatomite tasandil struktuur
Praktikas esineb ka ained, mis on nii kristalsed kui amorfsed. Need on ainete segud (nt. klaas). Tegelik tihedus saadakse, kui mass jagatakse pulbri mahuga, millest on lahutatud pooride maht. Efektiivne tihedus saadakse kui pulbri mass jagatakse pulbri mahuga. Tahked ained jagatakse sisemise struktuuri järgi poorseks, kihiliseks, kiuliseks ja homogeenseks. Osakesed võivad olla: vaheldumisi positiivsed ja negatiivsed ioonid (soolad), molekulid (org. ained), neutraalsed aatomid (metallid). Rõhk tahkele ainele erilist mõju ei avalda. Tahke aine (kristalne) sulab jääva rõhu korral kindlal temp.il, sulamistemperatuuril, mis ühtib aine tahkumistemp.iga. 16. Röntgenfaasianalüüsi kasutatakse ainete eksisteerimisvormi kindlaks tegemisel (kristalne, amorfne, nende segu). Rönt.analüüsiga on võimalik määrata kristallainete kristallvõre tüüpi,
anorgaanilised kuid ka orgaanilised; võivad olla tuleohtlikud, toksilised ja kergesti lenduvad. Ca2+ + 2HCO3= CaCO3 + CO2 + H2O või Mg2+ + 2HCO3= Mg(OH)2 + 2CO2. 6. Aatom: elemendi väikseim osake, millel säilivad selle elemendi keemilised omadused, koosn pos laenguga tuumast ja seda ümbritsevast elektronkattest. Elektron: neg laenguga (-e) aatomi stabiilne elementaarosake. Molekul: elektriliselt neutraalne, st iseseisvalt eksisteeriv väikseim aine osake. Ioon: on elektriliselt laetud osake, mis tekib siis, kui aatom loovutab või liidab ühe või mitu elektroni, et moodust stabiilset väliselektronkihti. Jagunevad katioonid ja anioonid. Valem: on informatsioon ühendi keemilise koostise ja struktuuri kohta, milles kasut elementide keemilisi sümboleid; jagunevad empiirilisteks ja struktuurilisteks. Empiiriline valem näitab aine elementaarkoostist ja elemendi ning elemendi gruppide omavahelist suhet. Struktuurivalem näitab
Tagasitiitrimine - kui reaktsioon aeglane ja tiitrimise lõpp-punkti on raske määrata, siis · lisatakse titrant liias ja · titrandi liig määratakse tiitrimisel teise reagendiga. Asendustiitrimine · Proov peab sisaldama tugevamat kompleksimoodustajat · Proovi tiitritakse titrandi ja nõrgema kompleksimoodustaja reaktsiooni produktiga · Leitakse eralduva nõrgema kompleksimoodustaja hulk Potentsiomeetriline tiitrimine indikaator- ja võrdluselektroodi vaheline potentsiaali muutus sõltub lisatud titrandi ruumalast täpne saab töötada hägustes lahustes
TARTU ÜLIKOOL Füüsikalise Keemia Instituut Erika Jüriado, Lembi Tamm ÜLDKEEMIA PÕHIMÕISTEID JA NÄITÜLESANDEID Tartu 2003 SISUKORD I. Keemiline kineetika ja keemiline tasakaal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. Lahused. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III. Tasakaalud elektrolüütide lahustes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV Soolade hüdrolüüs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V. Redoksreaktsioonid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VI. Metallide aktiivsus ja korrosioon. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 I. KEEMILINE KI
mõlemas büretis ühe kõrgusel? – Nivoode ühele tasapinnale viimine bürettide liigutamisega enne mõlema näidu võtmist garanteerib, et rõhk büretis on võrdne välisrõhuga.Vee nivoode vahe enne ja pärast reaktsiooni annab eraldunud vesiniku mahu. 6. Kas metoodikaga, millega määrasite metalli massi, on võimalik määrata CaCO3 sisaldust lubjakivis? Kui jah, siis kuidas, kui ei, siis miks? “Üks metalli massi määramise keemilistest meetodidest põhineb reaktsioonil, milles metall tõrjub happest vesiniku välja.” Aga CaCO3 reaktsioon soolhappega annab lõpus H2CO3 hape, mis laguneb veeks ja süsinikdioksiidiks. Vesinik siin ei eraldu. 7. Kui suur on normaaltingimustel ühe mooli vesiniku ruumala? Avaldame valemist V0 = n • 22.4 = 22.4 dm3 8. Kui suur on vesiniku molaarmass? Vesiniku molaarmass on 1mol/g x 2 = 2 mol/g 9. Kuidas sõnastada Daltoni seadus? 10
Laboratoorne töö 2 Lahuse kontsentratsiooni määramine 1. Mida nimetatakse mõõtelahuseks ja milleks seda kasutatakse? Millise täpsusega antakse mõõtelahuse kontsentratsioon? Meetod seisneb mingi lahustunud ainega täielikult reageeriva aine lahuse mahu mõõtmises. Viimast, teadaoleva kontsentratsiooniga lahust, nimetatakse mõõtelahuseks. Mõõtelahuse kontsentratsiooni põhiliseks väljendusviisiks on molaarsus, mis antakse täpsusega viis tüvekohta (nt 1,2345 M) 2. Mis on tiitrimine? Tiitrimine on mõõtelahuse lisamine uuritavale lahusele. 3. Selgitage stöhhiomeetriapunkti mõistet tiitrimise juures! Kuidas te määrasite stöhhiomeetriapunkti aluse ja happe tiitrimisel? Stöhhiomeetriapunkt e. ekvivalentpunkt on süsteemi (lahus keeduklaasis või koonilises kolvis) seisund, kus lahuses ei ole enam analüüsitavat ainet ja ei ole veel mõõtelahuses olevat reageerivat ainet.
reaktsiooni mingiks teiseks reaktsiooniks Keemilise reaktsiooni võrrand näitab ära alg-ja lõppproduktid. Paremal pool on lähteained ja vasakul saadus. Kõigepealt kirjutatakse lähteained, siis saadus ja seejärel tasakaalustatakse, nii et mõlemal pool oleks kõiki sümboleid võrdselt. Keemilise reaktsiooni võrrandeid jaotatakse: a) Molekulvõrrand-näitab ära reaktsioonis osalevad ained ja saaduse- NaOH+HCl=NaCl+H2O b)ioonvõrrand- näitab mis ioonid omavahel reageerivad-OH+H=H2O 5). Vesilahus-lahustiks on alati vesi, vaatamata tema sisaldusele lahuses. Iseloom: vedelad on enamasti anorgaanilised kuid ka orgaanilised võivad olla tuleohtlikud, toksilised ja kergesti lenduvad. Printsiibid: (Sertifikaat on ainete või materjalide iseloomustus, mis neil müümisel kaasas peab olema). Sertifikaadis antakse kõige olulisemad omadused millele ained, materjalid või tooted peavad vastama: a)agregaatolek n
moodustajad on tüüpilised metallid. Liisanditel peab olema vaba elektronpaar või vaba orbitaal. Liigandid: H2O, NH3, CO jt. Iga kompleksi moodustaja seob teatud arvu liigandeid, mis vastab kordinatsiooni arvule ja kordinatsiooniarv on vahemikus 2-10ni, enam levinud on 4 või 6. liigandid moodustavad kordinatsiooni sfääri. Liiganditega koos moodustab kompleksi moodustaja sisesfääri, mis kirjutatakse nurksulgudesse. Kui sisesfäär kannab +laengut on ta kompleks KATIOON, kui + laengut, siis ANIOON. Ta võib olla ka neutraalne. Kompleksioonide laengu neutraliseerivad vastasnimelise laenguga ioonid, mis moodustavad välisfääri. NT: Nende suure arvu ja mitmekesisuse tõttu puudub neil ühtne klassifikatsioon. Neid jaogatakse näit. Kordinaatori arvu järgi, liigandite doonoraatomite järgi, tsentraalaatomite järgi jne. 4. Aine agregaatolekud Gaasid ja vedelikud: Aatomid, molekulid ja ioonid esinevad tegelikkuses suurearvuliste kollektiividena ja omavad
mikroorganismid. Ioonvahetajad on ained, mis elektrolüüdi lahusega kokku puutudes vahetavad oma ioone lahuse samamärgiliste ioonidega. Ioonvahetajaid kasutatakse kaltsium-ja magenesiumioonide välja vahetamiseks naatrium- või vesinikioonidega, et ei tekiks katlakivi ehk vee kareduse eemaldamiseks. Ioonvahetajat e. ioniiti nimetatakse kationiidiks, kui vahetuvaks iooniks on katioon, ja anioniidiks, kui vahetuvaks iooniks on anioon. Vees sisalduvad vesinikkarbonaadid hakkavad kuumutamisel üle 65C lagunema: 2HCO3 CO3 + CO2 + H2O Sellest tingituna hakkavad kulgema järgmised reaktsioonid: Ca2+ + 2HCO3 CaCO3 + CO2 + H2O Mg2+ + 2HCO3 Mg(OH)2 + 2CO2 Reaktsioonide käigus tekkivat sadet nimetatakse katlakiviks. Põhjavee kokkupuutel õhuga tekib sade Fe(OH)3 (punakaspruun). Kui see vesi juhtida läbi liivafiltri, saab vähendada rauaioonide sisaldust vees. 16
Neutraalses lahuse on vesinikioone ja hüdroksiidiooni võrdselt. Mida rohkem vesinikioone, seda happelisem ta on. Ph diapasoon 0-6 happeline; 8-14 aluseline; 7neutraalne. Ph määramine Ph= - log (H+) · Indikaatorid olemuselt ka aluselised või happelised, olenevalt prootonite konsentratsioonile lahuses, nihkub nende dissotsiatsiooni tasakaal kas paremale või vasakule. See avaldub indikaatori värvuses. · Ioonselektiivsed elektroodid 18. Hapete moodustumine · Hapnik happeid saab vastavate oksiidide reageerimisel. (H2O + SO3 = H2SO4) · Vesiniksulfiidhappeid on vastavate gaasiliste ainete vesilahused ja neid saadakse vastavate soolade reageerimisel tugevama happega. (FeS + H2SO4 = FeSO4 + H2S) Aluste moodustumine · Oksiidide lahustamine veega. (Na2O + H2O = 2NaOH) · Soola lahuste käsitsemine leelistega. (CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4)
Aatom: elemendi väikseim osake, millel säilivad selle elemendi keemilised omadused, koosn pos laenguga tuumast ja seda ümbritsevast elektronkattest. Elektron: neg laenguga (-e) aatomi stabiilne elementaarosake. Molekul: elektriliselt neutraalne, st iseseisvalt eksisteeriv väikseim aine osake, ühe- või erisuguste aatomi tuumade ja elektronide püsiv dünaamiline süsteem, mille sisemised vastasmõjud on suuremad kui vastastikmõjud ümbrusega. Ioon: on elektriliselt laetud osake, mis tekib siis, kui aatom loovutab või liidab ühe või mitu elektroni, et moodust stabiilset väliselektronkihti. Jagunevad katioonid ja anioonid. Valem: on informatsioon ühendi keemilise koostise ja struktuuri kohta, milles kasut elementide keemilisi sümboleid; jagunevad empiirilisteks ja struktuurilisteks. Empiiriline valem näitab aine elementaarkoostist ja elemendi ning elemendi gruppide omavahelist suhet
ekv)/dm² jaotatakse mööduvaks ja jäävaks kareduseks. Mööduvat karedust põhjustavaid vesinikkarbonaate eemaldatak se keetmisel. Püsiva kareduse põhjustavad CaCl2,CaSO4, Mg SO4,MgCl, mis keetmisel ei kõrvaldu. Pehmendamiseks kasutatakse 2 meetodit,keemilist meetodit, mis on vähe efektiivne ja mida enam ei kasutata(Na2CO3, Ca(OH) 2) ja iooni vahetus meetodit (ioniidid). Vee kuumutamisel üle 65 C laguneb HCO3 =H+ +CO3²-, siis sadestub välja CaCO3,mis on katlakivi põhikompo- nent, milles on veel Fe2O3*n*H2O ja CaMg(CO3). Põhjavee kokkupuutel õhuga tekivad Fe(OH) 2 sade (punakaspruun). Kui see vesi juhtida läbi liivafiltri, saabki vähendada rauaioonide sisaldust vees. 13. Vee dissotsiatsioon.: Vesi dissotseerub vastavalt võrrandile : H2O=H+OH ehk 2H2O= H3O+OH. Prootonite ehk vesinikioonide konsentrat- sioonabil võib avaldada lahuse reaktsiooni, aga selle asemel
annaabi.ee 
