LOODUSTEADUSKOND KEEMIA JA BIOTEHNOLOOGIA INSTITUUT EMPIIRILINE VALEM TALLINN 2020 TÖÖ EESMÄRK Praktilises töös uuritakse tundmatu koostisega vaskkloriidkristallhüdraati (CuxCly · zH2O). Ühendist eraldatakse vesi ja vask, jättes välja kloriidi. Vesi eemaldatakse kuumutamisel. Pärast kuumutamist jääb veevaba CuxCly. Sellest saab leida kristallvee massi. Lahustades soola vees ja pannes selles sisalduva metalli reageerima rohkem aktiivse metalliga saab eraldada vase massi. Kloriidioonide sisaldus arvutatakse masside vahest. KASUTATUD TÖÖVAHENDID JA KEMIKAALID Kasutatavad ained: CuxCly · zH2O, alumiiniumi pulber, 6M HCl, 95% etanool. Töövahendid ja seadmed: Tiigel, keeduklaas (100mL), mõõtsilinder (25 ja 50mL), klaaspulk, uuriklaas, spaatel, tiiglitangid, skalpell, pintsetid, eksikaator, vaakumfiltreerimise
Järeldused: Soojusefekt võib olla nii positiivne kui negatiivne, ehk endo- ja eksotermilised reaktsioonid. Kui reaktsiooni käigus lahuse temperatuur tõuseb, on tegu endotermilise reaktsiooniga (soojusefekt on positiivne) ja süsteem saab energiat juurde. Kui reaktsiooni käigus ga temperatuur langeb, on eksotermiline reaktsioon, kus soojusefekt on negatiivne ning süsteem annab energit ära. Katse nr 4: Vask(II) sulfaat-5-vee kristallvee koefitsendi määramine Töö eesmärk: Saada teada, mitu mooli vask(II) sulfaati on ühe mooli vee kohta. Reaktiivid: CuSO4 vask(II)sulfaat ; H2O vesi Töö käik: Kaaluda kuiv ja puhas tiigel, selles omakorda sisse kaaluda 1,0-1,2 g CuSO 4 · nH2O. Kristallvee eraldamiseks kuumutamiseks kuumutada tiiglis olevat segu gaasipõleti kohal (kollase leegiga!!!) kuni värvus muutub sinisest värvituks. Peale kuumutamist lasta tiiglil jahtuda ning uuesti kaaluda
Δƒ HH2O(v)= -285,8 KJ · mol-1 g = n · ΔH ΔH = q/n ΔH = -5852 / 0,1 = --58520 Jmol-1 = -58,52 KJ · mol-1 H+ + OH- = H2O ΔH = -285,8 –(- 230) = -55,8 KJ · mol-1 Järeldus: Erinevus tuleneb arvatavasti mõõtmisveast. Veaarvutus: -55,8 – (-58,5) = 2,7 2,7 / 55,8 * 100 = 4,8% 1 TÖÖ 7: LAHUSED JA 1.2 KATSE 4 – VASK(II)SULFAAT-5-VEE LAHUSTUVUS KRISTALLVEE KOEFITSIENDI MÄÄRAMINE 1.1 KATSE 3 – SOOJUSEFEKT AINE LAHUSTUMISEL Töö eesmärk: Töö eesmärk: Leida kristallvee koefitsient Uurida temperatuuri muutust aine vask(II)sulfaat kristallhüdraadis. lahustumisel Töövahendid: Töövahendid:
süsteemist väljuv või sisenev energia. Ammooniumnitraadi lisamisel toimus soojuse eraldumine, sest temperatuur langes. Naatriumsulfaadi lisamisel aga soojuse neeldumine, sest temperatuur tõusis. Seega ammooniumnitraadi lisamisel toimus eksotermiline reaktsioon (eraldub soojust, soojusefekt negatiivne) ning naatriumsulfaadi lisamisel endotermiline reaktsioon (neeldub soojust, soojusefekt positiivne). Katse 4: Vask(II) sulfaat-5-vee kristallvee koefitsendi määramine Töö eesmärk: Arvutada katse tulemustest kristallvee koefitsient (n) vask(II)sulfaat kristallhüdraadis (s.o vee moolide hulk ühe mooli CuSO4 kohta) Kasutatud töövahendid: kaal, tiigel, gaasipõleti, eksikaator Kasutatud reaktiiv: CuSO4 · nH2O vask(II)sulfaat kristallvesi Töö käik: Kaaluti kuiv ja puhas tiigel (±0,01g). Tiiglisse kaaluti 1-1,2 g CuSO 4 · nH2O.
kõrgemale 3 C võrra.Nüüd aga lisades destileeritud veele naatriumsulfaati langes temperatuur kiiresti 0 C.Võrreldes neid kahte katset võib öleda, et naatriumsulfaat reageeris (destileeritud) veega ägedamalt , sest langus oli 23 C,mis on väga suur muutus katses.Katseklaasis A toimus eksotermiline reaktsioon ning katseklaasis B endotermiline reaktsioon. Katse 4: Töö eesmaärk: Vask(II)sulfaat-5-vee kristallvee koefitsendi määramine Vask(II)sulfaadi molekul seob endaga teatud arvu molecule vet ning tema valemi üldkuju on CuSO4 x nH2O . Suurust n nimetatakse kristallvee koefitsendiks ja seda saab arvutada alljärgneva valemi abil: N= aine mass (g) / aine molaarmass (g x mol-1) Töö käik: Kaaluda tehnilistel kaaludel puhas kuiv tiigel. Tiiglisse kaaluda 1-1,2 g CuSO4 x nH2O. Kristallvee eraldamiseks kuumutada tiiglit termostaadis 220 .c juures või ettevaatlikult
Mis on kipsi positiivsed omadused? 3. Mis on kipsi negatiivsed omadused? vähene niiskuskindlus vajalik hoolikas hüdroisolatsoon haprus armatuur vajab kaitset korrosiooni vastu kipssideaine lühikeste tardumisaegade tõttu on homogeense segu saamine raskendatud mahumuutused - kipsisegu paisub 0,2...0,8%. kipsist toodete niiskusesisalduse määramisel kaalumise meetodil ei tohi neid kuumutada vee eraldamiseks üle 100°C – kristallvee eraldumine annab tegelikust niiskusesisaldusest suurema tulemuse. 4. Mis on kergkruusa tooraine? Savi, mida on pöördahjus paisutatud 5. Miks on kergkruus tundlik niiskusele? Sest on poorne materjal, kuid samas talub niiskust ega murene. 6. Mis on poorbetooni toormaterjalid? Tsement, lubi ja peeneksjahvatatud kvartsliiv. 7. Mis on poorbetooni eelised? Ökoloogiline materjal, mis ei sisalda ega erita mingeid kahjulikke aineid.
mineraalvillaga isoleeritud ning kipsplaadiga kaetud karkassi. Tulekahjutingiumustes töötab selline konstruktsioon esmalt kui tule eest kaitsud puitkarkass, mille puhul kipsplaadis olev kristallvesi temperatuuri toimel reagerib ning eraldub materjalist. Seda alates temperatuurist 80-100 0C ning kuni materjal on täielikult dehüdreerunud, seda ajani, mil kogu materjal on saavutanud temperatuurini 600- 800 0C. Kristallvee täieliku eraldumise tulemusena kipsplaat kaotab oma tugevuse ning laguneb koost. Edasine protsess toetub peamiselt puidu söestumiskiirusele, mille juures on oluline erlada süttimisega kuni söestumiskihi tekkimiseni, mis tulenevalt puusöe halvemast soojusjuhtivusest võrreldes puiduga kaitseb omakorda konstruktsiooni. Puidu tulele avatud osa suurus oleneb kasutavast mineraalvillast ning selle käitumisest kõrge temperatuuri tingimustes. Klaasvill olles avatud tulele sulab ning kaotab
ühend- nn. Turnbulli sinine Fe3 (Fe(CN)6 ). Jälgime katseklaasis toimuvat. Palju kiiremini hävib aktiivne metall, aga mitte passiivne. Katse2. Leekreaktsioonide kasutamine metallikatioonide määramiseks. Töövahendid: leeknõelad, HCl lahus, Li, Na, K, Ca, Ba, Cu soolade lahused. Soolade leegi värvused. Tulemused: Li+ punase värvi Na+ kollase värvi K+ lilla värvi Ca2+ oranž Ba2+ kollase värvi Cu2+ roosa värvi Katse 3. Vask(II)sulfaat vesi 1/5 kristallvee koefitsendi määramine. Töövahendid: tehnilised kaalud, vask(II)sulfaat-vesi 1/5, tiiglid, tiiglitangid, eksikaator. Katse tulemused: Tiigel 17,91g Tiigel + CuSO4 nH2O 19,03g CuSO4 nH2O 1,12g Tiigel + CuSO4 18,65g Kristallvesi 0,38g Arvutamine: CuSO4* 5H2O CuSO4 * 6H2O nh2o=0,38g/18g/mol = 0,021mol Msool= 0,74g n = m/m = 0,74g/160g/mol = 0,0046 mol 6. Keemiline kineetika ja tasakaal 6.1Keemilise reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid Katse 1.
Naatriumsulfaadi lahus: tlõpp=14oC t= 27oC Järeldus: Ammooniumnitraadi lahustamiseks vees läks vaja rohkem kui tal endal on, see tõttu võttis ta endale soojusenergiat tema ümbritsevast veest. Seda reaktsiooni võib nimetada endotermiliseks. Kuid naatriumsulfaadi lahustamiseks läks energiat vaja vähem, kui eraldust. Üleliigne soojusenergija sattus ümbritseva vette. Hessist reaktsiooni nimetatakse eksotermiliseks. Katse 4: Vask(II)sulfaat -5- vee kristallvee koefitsendi määramine Töö vahendid: Leegipõleti, tiigel, kaalud. Töö reaktiivid: CuSO4 * nH2O Töö kirjaldus: 1. Asetasime tiihlisse mõni kogus Vask(II)sulfaat -5- veed. Kaalusime ja võrdlesime tiigli mass ainega ja aineta. Tulemuseks saime: MCuSO4 * nH2O= 1,11 g 2. Soojendasime tiiglit põletileegil kuni CuSO4 * nH2O muutus valgeks ning hoidsime jahtumiseni eksikaatoris. Kordasime seda mitu korda ning määrasime minimaalse tiigli kaalu.
Joonisel 7 toodud skeemi puhul on protsess iga 5) Lubja tootmine: Ehituskips pöörleva filtersõlme suhtes perioodiline, sest neid tuleb CaCO3 CaO + CO2 + dH Kuumutamisel kuni 600°C-ni kaotab kips kogu oma kipsi eraldamiseks kallutada ja pesta. Vältida tuleb 6) Ammoniaagi regenereerimine: kristallvee ja muutub anhüdriidiks. Viimast kasutatakse raskesti filtritava kips-anhüdriidi teket. Happe ülehulga CaO + H2O Ca(OH)2 kulumiskindlate põrandate valmistamiseks. kasutamine võimaldab vältida anhüdriidi teket ja laseb 2 NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2 NH3 + H2O kipsil eralduda dihüdraadina CaSO 4 · 2H2O. JÄÄK
Selliseid ühendeid vastava puhta komponendi auruosarõhu ja tema kontsentratsiooni tahkete ja vedelate ainete molaar ruumalad on gaasi omadega nimetatakse kristallhüdraatideks. Arvu, mis näitab ühe mooli ainega korrutisega lahuses. P=10 *X 1 +P20 *X2 võrreldes väikesed, võetakse ruumala mutes ja moolide arvu seotud vee moolide arvu nimetatakse kristallvee koefit-sendiks. 7. Redoksreaktsioonid. Elektrokeemia mutes arvesse ainult gaaside reaktsioonide puhul. Tahkete ainete lahustumisega vedelikes kaasneb enamasti soo-juse Redoksreaktsioonid on reaktsioonid, mille käigus muutub Termokeemia võrrandid. Soojusefekti väärtusi sisaldavaid neeldumine. See seletub energia kuluga, mis läks krijtallvõre lag- elementide oksüdatsiooniaste. N:
annaabi.ee 
