TTÜ Keemia ja biotehnoloogia instituut Keemia osakond YKI0022 Laboritöö võtted Laboratoorne Töö pealkiri: töö nr. Keedusoola määramine liiva-soola segus Õpperühm: Töö teostaja: Õppejõud: Töö teostatud: Protokoll esitatud: Protokoll arvestatud: Eesmärk Lahuse valmistamine tahketest ainetest, ainete eraldamine segust, kasutades nende erinevat lahustuvust, keedusoola protsendilisuse määramine liiva-soola segus Kasutatavad ained Tahe naatriumkloriid segus liivaga, kuivatatud 105°C juures konstantse kaaluni. Töövahendid Kkeeduklaas, klaaspulk, lehter, kooniline kolb, mõõtesilinder (250 cm³), areomeeter, filterpaber ja tehnilised kaalud Katse arvutused Katsetulemused Aine A m(liiv)+soolasegu= 7g V = 250 cm³ = 0,250 dm³ = 1,010 g/cm³ = 1,0090 g/cm³ = 1,0126 g/cm³ C% = 1,50% C% = 2,00% (andmed on võtnud juhendi tabelist) ...
kristallikese lisamine) liigne ainehulk eraldub. Väljasadenemine- lahustunud aine eraldumine lahusest Henry seadus- gaasi lahustuvus vedelikus on proportsionaalses sõltuvuses gaasi osarõhuga lahuse kohal. Cm=kh*p · Massiprotsent maine *100 C% = mlahus · Molaarne konsentratsioon(CM) naine m * Vlahus CM = = aine Vlahus M aine · Molaalsus (Cm) n aine Cm = mlahusti · Moolimurd (Cx) naine Cx = naine + nlahusti · Normaalne konsentratsioon naine m * Vlahus Cn = = aine Vlahus E aine 2 Kasutatud mõõteseadmed, töövahendid ja kemikaalid:
(nn Henry konstant). Lahustunud aine hulka kindlas lahuse või lahusti koguses nimetatakse lahuse kontsentratsiooniks. 1. Massiprotsent (ehk protsendilisus) (C%) Massiprotsent näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses. C%= 2. Molaarne kontsentratsioon (CM) Molaarne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu ühes kuupdetsimeetris (ühes liitris) lahuses. CM= 3. Molaalsus (Cm) Molaalsus näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis. C m= 4. Moolimurd (CX) Moolimurd näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse. CX= 5. ppm (parts per million) ppm näitab lahustunud aine massiosade arvu miljonis (106) massiosas lahuses. Kui ppm-ides
Massiprotsent × 100 % Dissotsiatsioonimäär Aine mass m=c × M m= n × M pH= - log |H| pH=pK log |H|= |H|=K × [HO] = pOH= - log |OH¯| |OH¯|= Molaarmass M = V × Cm M= M= Molaalsus Cm= Cm= Ruumala V= V= Konsentratsioon C= C= C= Happe ja soola suhe: = Moolide arv n= n=C×V Entalpia H= U+nRT H=G+TS Siseenergia U=H-nRT U= q - w Gibbsi vabaenergia G=H-TS G= -nFE G=Gr°+ RT ln Q Entroopia S=R ln S= S=nc ln S= nR ln S= nR ln Kiirus v = v=K×C(a)×C(b) v(t2)= v(t1) × Poolestusaeg t= t(e,k) = i× K(e,k) × Cm (elektrolüütide puhul i= × (produktide ioonide arv -1) + 1 Osmootne rõhk = i × Cm × RT Tasakaalukonstant Ka= lnK= lnK = ln = × - ) K2= K1 × aktivatsioonienergia E=E - lnQ
B Element E'mõõdet Zn/ZnCl2//KCl//AgCl/Ag 0,978 -0,742 Ag/AgCl//KCl//CuCl2/Cu 0,093 0,329 C Ioonide Elektrood keskmine Molaalsus molaalsus Aktiivsustegur m m± ± Zn/Zn2+ 0,1 0,159 0,515 Cu/Cu 2+ 1 1,587 0,417 Arvutused: 1. m±(CuCl2)= m±(ZnCl2)= 4m m±(ZnCl2)= 0,1*4= 0,1587 m±(CuCl2)=1*4= 1,587 2
Lahuse massi ja mahu seob lahuse tihedus. Lahuse tihedus näitab lahuse ühe ruumalaühiku massi. Ja lahustunud aine massi leidmiseks saab kahest eelmisest valemist tuletada seose: 2) Molaarne kontsentratsioon (CM) - Molaarne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu ühes kuupdetsimeetris (ühes liitris) lahuses 2 Lahustunud aine massi saab leida: 3) Molaalsus (Cm) Molaalsus näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis: NB! Murru nimetajas lahusti (vee) mass kilogrammides. 4) Moolimurd ( Moolimurd näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse. Kui lahus koosneb lahustist ja vaid ühest lahustunud ainest, siis Mitut lahustunud ainet sisaldava lahuse korral tuleb murru nimetajas liita nende kõikide moolide arvud
Materjaliteaduse instituut TTÜ Füüsikalise keemia õppetool Töö nr: 3 MOLAARMASSI KRÜOSKOOPILINE MÄÄRAMINE Liis Hendrikson KATB 41 Teostatud: Kontrollitud: Arvestatud: 29.02.2012 Töö ülesanne Aine molaarmassi leidmisek mõõdetajse lahusti (näiteks vee) ja uuritava aine lahuse külmumistemperatuurid. Molaarmass arvutatakse Raoult'i II seadust kasutades lahuse külmumistemperatuuri languse põhjal. Töö käik 1. Mikrojahuti lülitab sisse laborant. Tuleb jälgida, et jahutusvee kraan oleks avatud. 2. Temperatuuri mõõtmiseks kasutatakse termopaari, mille sukeldan mõõdetavasse lahusesse. 3. Käivitan arvutis vastavalt juhistele programmi PicoLog Recorder. 4. Teen arvutis ka vastava uue faili andmete jaoks. 5. Lahustit valasin...
maine( g) V gaas (dm 3) n aine(mol) naine= naine = C M= g dm 3 V lahus( dm 3) M aine( ) V m( ) mol mol Ja lahustunud aine massi saab leida Maine=Vlahus* CM*Maine 3. Molaalsus (Cm) Molaalsus näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kg lahustis n aine(mol) C m= mol/kg m ahusti(kg) 4. Moolimurd (Cx) n aine Cx= n aine+ nlahusti Mitut lahustunud ainet sisaldava lahuse korral tuleb murru nimetajas liita nende kõikide moolide arvud n aine1 Cx= n aine 1+n aine 2+…+n lahusti 5. ppm (parts per million) ppm näitab lahustunud aine massiosade arvu miljonis (106) massiosas lahuses
Leitakse soola mass: mlahus C % m NaCl = 100% Teades algset sool-liiva segu massi ja soola massi, leitakse soola protsent segus: m NaCl 100% P% NaCl = m segu Kontsentratsiooni väljendatakse ka teistes väljendusviisides: 1) Molaarsus - molaarne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu ühes kuupdetsimeetris (ühes liitris) lahuses. n mol C M = aine Vlahus dm 3 2) Molaalsus - molaalsus näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis. n mol C m = aine mlahusti kg 3) Moolimurd - moolimurd näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse. naine CX = n aine + nlahusti 4) Normaalsus - näitab lahustunud aine ekvivalentide arvu ühes liitris lahuses.
Element E'mõõdetud mõõdetud = Ag/AgCl/KCl ± E'mõõdetud mõõdetud - teoreetiline (1) Ag/AgCl//KCl//KCl/CuCl2/Cu 0,033 V 0,241 + 0,033 = 0,274 V 0,274 0,299 = -0,025 Küll. 1m 0,1m (2) Zn/ZnCl2//KCl//KCl/AgCl/Ag 0,961 V 0,241 - 0,961 = -0,720 V -0,720 (-0,803) = 0,083 0,1m 1m Küll. C. Elektroodide potentsiaalide arvutus Elektrood Molaalsus Aktiivsustegur Aktiivsus Normaalpotentsiaal teoreetiline m ± a± 0 2+ (1) Zn/Zn 0,1 0,515 0,0515 -0,765 V -0,8030 V 0,0819 -0.7971 V 2+ (2) Cu/Cu 0,1 0,508 0,0508 0,337 V 0,2988 V
Lahustunud aine hulka kindlas lahuse või lahusti koguses nimetatakse lahuse kontsentratsiooniks. 1. Massiprotsent (ehk protsendilisus) (C%) Massiprotsent näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses. C%= 2. Molaarne kontsentratsioon (CM) Molaarne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu ühes kuupdetsimeetris (ühes liitris) lahuses. CM= 3. Molaalsus (Cm) Molaalsus näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis. Cm= 4. Moolimurd (CX) Moolimurd näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse. CX= 5. ppm (parts per million) ppm näitab lahustunud aine massiosade arvu miljonis (106) massiosas lahuses. Kui ppm-ides
Eksperimentaalne töö 1 NaCl sisalduse määramine liiva ja soola segus Töö eesmärk: Lahuste valmistamine tahketest ainetest, kontsentratsiooni määramine tiheduse kaudu, ainete eraldamine segust, kasutades nende erinevat lahustuvust. Sissejuhatus Lahus on kahest või enamast komponendist (lahustunud ained, lahusti) koosnev homogeenne süsteem. Massiprotsent (ehk protsendilisus) (C%) Massiprotsent näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses Lahuse massi ja mahu seob lahuse tihedus. Lahuse tihedus näitab lahuse ühe ruumalaühiku massi Lahustunud aine massi leidmiseks saab tuletada seose Molaarne kontsentratsioon (CM) Molaarne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu ühes dm 3 (ühes liitris) lahuses. Lahustunud aine massi saab leida Molaalsus (Cm) Molaalsus näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis Moolimurd (CX) Moolimurd näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõ...
aine moolimurruga lahuses. Lahustunud aine molekulmassi leidmiseks on vaja teada aururõhu langust . Sageli kasutatakse selle asemel lahuse keemistäpi või külmumistäpi langust. Lahusti ja lahuse külmumistemperatuuride vahelist erinevust nimetatakse külmumistemperatuuride languseks: Lahjendatud lahuse külmumistemperatuuri alanemine on võrdeline lahuse molaalsusega: , kus T on lahuse külmumistäpi alanemine, m on lahuse molaalsus ja Kk on krüoskoopiline konstant, mis on võrdne külmumistemperatuuri langusega, kui lahuse molaalsus on 1. Leitav käsiraamatust. kus Tk on lahusti külmumistemperatuur, Hs on lahusti molaarne sulamissoojus, Mi on lahusti molekulmass ja R on universaalne gaasikonstant. Isotoonilisustegur i väljendab lahuses olevate molekulide ja ioonide üldarvu ja lahustumiseks võetud molekulide arvu suhet. Kui tuua sisse isotoonilisustegur, saame külmumistäpi alanemiseks:
Lahus valan mõõtesilindrisse. Lisan mõõtesilindrisse nii palju destilleeritud vett, et lahust oleks täpselt 250 cm3. (Lahus sai valmis, V=250 cm3) 7. Mõõdan areomeetriga lahuse tihedus.(=1,0172 g/cm3, sellest väiksem tihedus tabeli g/cm3, sellest suurem tihedus tabelis =1,0197 g/cm3). 8. Leian NaCl protsendilist sisaldust lahuses: 9. Arvutan NaCl massi ning protsendilist sisaldust liiva ja soola segus: ; Suhteline viga (segu B): Muud arvutused n(NaCl) Molaalsus: Molaarsus: Moolimurd: Normaalsus: NaCl konts. (g/dm3, kg/m3): Järeldus Töö oli läbiviidud vastavalt eeskirjale, kuid töö lõpptulemus ei ole piisavalt tõelisele lähedane ebatäpsete mõõdetuste ja tehniliste vigade tõttu. Eksperimentaalne töö 2 Soolhappelahuse valmistamine ja kontsentratsiooni määramine Töö eesmärk Lahuse valmistamine kontsentreeritud happe lahusest, lahuste lahjendamine, kontsentratsiooni määramine tiitrimisega. Meetod
· 1 mõõdetud tihedusest väiksem tihedus tabelis. · 2 mõõdetud tihedusest suurem tihedus tabelis. · C otsitav massiprotsent. C = C1 + (C2 - C1)( - 1) / ( 2 - 1)= = 1,00% + (1,50% - 1,00%) / (1,0050 g/cm3 - 1,0054 g/cm3) * (1,006 g/cm3 - 1,0054 g/cm3) = 0,999925% 5. Arvutan NaCl'i massiprotsendi soola ja liiva segus. CNaCl = mNaCl / msegu = (1,006 g/cm3 * 250 cm3 * (0,999925% /100%)) / 5,01 g 50,1% 6. Liiva ja keedusoola segu molaalsus, molaarsus, moolimurd, normaalsus ja tihedus. Molaarsuse arvutamise lihtsustamiseks viin andmed üle 1L ekvivalendile. mNaCl = Vlahus * lahus * C% / 100% = 1 ,006g/cm3 * 250 cm3 * (0,999925% / 100%)= 2,51 g mNaCl = 2,51 * 4 = 10,04 g Vlahus = 0,250cm3 * 4 = 1 dm3 Cm molaalsus: Cm = naine /mlahusti = (10,04 g / 58,5 g/mol) / 1 kg 0,172 mol/kg CM molaarsus: CM = naine / Vlahus = (10,04 g / 58,5 g/mol) / 0,25 l 0,69 M
Sageli kasutatakse selle asemel lahuse keemistäpi tõusu või külmumistäpi langust (vaata Palm Past FK lk. 179 185). Lahuse külmumine ja keemine on lühidalt esitatud ka Ott Piksarv Talts "Keemia ülesannete kogu" lk. 186 190. Siinkohal esitame mõned võrrandid: - Lahjendatud lahuse külmumistemperatuuri alanemine (või keemistäpi tõus) on võrdeline lahuse molaalsusega T = Km, kus T on lahuse külmumistäpi alanemine (või keemistäpi tõus), m on lahuse molaalsus, K (Kk või Ke) on lahusti krüoskoopiline (või ebullioskoopiline) konstant. R(Tao ) 2 Mi R(Tko ) 2 Mi Ke = ja Ke = Ha 1000 Hs 1000 kus Ta ja Tk on vastavalt lahusti keemistemperatuur ja külmumistemperatuur. Ha ja Hs on vastavalt lahusti molaarne auramissoojus ja sulamissoojus. Mi on lahusti molekulmass, R universaalne gaasikonstant.
aine moolimurruga lahuses. Lahustunud aine molekulmassi leidmiseks on tarvis teada aururõhu langust . Sageli kasutatakse selle asemel lahuse keemistäpi tõusu või külmumistäpi langust. Siinkohal esitame mõned võrrandid: - Lahjendatud lahuse külmumistemperatuuri alanemine (või keemistäpi tõus) on võrdeline lahuse molaalsusega T = K Cm kus T on lahuse külmumistäpi alanemine (või keemistäpi tõus), m on lahuse molaalsus, K (Kk või Ke) on lahusti krüoskoopiline (või ebullioskoopiline) konstant. RTk2 M Tk = Cm = K k C m H s 1000 RTa2 M Ta = C m = K e Cm H a 1000 kus Ta ja Tk on vastavalt lahusti keemistemperatuur ja külmumistemperatuur. Ha ja Hs on vastavalt lahusti molaarne auramissoojus ja sulamissoojus. M on lahusti molekulmass, R universaalne gaasikonstant. KATSETULEMUSED Parameeter
Sageli kasutatakse selle asemel lahuse keemistäpi tõusu või külmumistäpi langust (vaata Palm, Past FK lk. 179185). Lahjendatud mitteelektrolüüdi lahuse külmumistemperatuuri alanemine (või keemistäpi tõus) on võrdeline lahuse molaalse kontsentratsiooniga T = K Cm (4) kus T lahuse külmumistäpi alanemine (või keemistäpi tõus), K Cm lahuse molaalsus, mol/kg K (Kk või Ke) lahusti krüoskoopiline (või ebullioskoopiline) konstant. RTk2 M Tk = Cm = K k Cm H s 1000 (5) RTa2 M Ta = Cm = K e Cm H a 1000 (6) kus Ta ja Tk vastavalt lahusti keemistemperatuur ja külmumistemperatuur, K
100% · MC lahuse molaarne kontsentratsioon (molaarsus) (mol/dm3) W% - lahustunud aine protsendiline sisaldus lahuses M molaarmass (g/mol) tihedus (g/dm3) Lahuse tihedus: lahuse tihedus (g/cm3) m lahuse mass (g) V lahuse ruumala (dm3) MOLAALSUS Molaalse kontsentratsioni kaudu väljendadakse lahustunud aine moolide arvu 1000 grammis lahustis. Lahuse molaalne kontsentratsioon: · 1000 mC lahuse molaarne kontsentratsioon (molaarsus) (mol/dm3) m mass (g) n moolide arv MOOLARVUTUS Aine moolide arvu leidmine:
(nn Henry konstant). Lahustunud aine hulka kindlas lahuse või lahusti koguses nimetatakse lahuse kontsentratsiooniks. 1. Massiprotsent (ehk protsendilisus) (C%) Massiprotsent näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses. C%= 2. Molaarne kontsentratsioon (CM) Molaarne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu ühes kuupdetsimeetris (ühes liitris) lahuses. CM= 3. Molaalsus (Cm) Molaalsus näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis. C m= 4. Moolimurd (CX) Moolimurd näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse. CX= 5. ppm (parts per million) ppm näitab lahustunud aine massiosade arvu miljonis (106) massiosas lahuses. Kui ppm-ides
NaCl protsendiline sisaldus liiva ja soola segus: 6,00 g - 100% 4,13595 x% x = 68,9 % Suhteline viga: 70-68,9 = 100=1,57 70 NaCl molaarsus lahuses: M(NaCl) = 23+35 = 58 g/mol m 4,13595 g n ( NaCl )= = =0,07 mol M g 58 mol naine 0,07 mol mol C M= = 3 =0,28 3 V lahus 0,250 dm dm NaCl molaalsus lahuses: mlahusti=mlahus -maine=250-4,13595=245,86 g naine 0,07 mol mol Cm = = =0,285 mlahusti 0,24586 kg kg NaCl moolimurd lahuses: m 245,86 nlahusti = = =13,659 mol M 18 g / mol naine 0,07 mol C x= = =0,005 mol naine +nlahusti 0,07 mol +13,659 NaCl normaalsus lahuses: 58 g g Eaine = =58
1. Sissejuhatus. Lahus on kahest või enamast komponendist (lahustunud ained, lahusti) koosnev homogeenne süsteem. Sarnane lahustub sarnases. Ioonvõrega ja polaarsed ühendid lahustuvad üldjuhul paremini polaarsetes lahustites (soolad, alused, happed vees), mittepolaarsed ühendid mittepolaarsetes lahustites. Gaaside lahustuvus Gaaside lahustuvus väheneb temperatuuri tõusuga ja suureneb rõhu kasvuga. Gaaside lahustuvus vees väheneb, kui vesi sisaldab lahustunud soolasid. Henry seadus. Gaasi lahustuvus vedelikus on proportsionaalses sõltuvuses gaasi osarõhuga lahuse kohal CM k h p kus, 1.1 CM – gaasi molaarne kontsentratsioon lahuses mol/dm3 p – gaasi osarõhk lahuse kohal atm kh – antud gaasile temperatuurist sõltuv konstant (nn Henry konstant). Lahuste kontsentratsioon Lahustunud aine hulka kindlas lahuse või lahusti koguses (reeglipäraselt mahus) nimetatakse lahuse kontsentratsioon...
B Elektroodide potentsiaalide mõõtmine Tabel 2 Jrk nr Element E'mõõdet mõõdet=Ag/AgCl/KCl±E'mõõdet mõõdet-teor 1 Cd/CdSO4//KCl//AgCl/Ag 0,641 -0,442 0,0186 0,05m 2 Ag/AgCl//KCl//CuCl2/Cu 0,079 0,278 -0,0225 0,05m C Elektroodide potentsiaalide arvutus Tabel 3 Jrk nr Elektrood Molaalsus Aktiivsustegur Aktiivsus Normaalpotentsiaal teor M ± a± 0 1 Cd/Cd2+ 0,05 0,206 0,0103 -0,402 -0,4606 2 Cu/Cu2+ 0,05 0,577 0,0458 0,34 0,3005 Kui elektroodil toimub reaktsioon OksOks + ze- = RedRed
Tabel 2 Jrk nr Element E’mõõdet φmõõdet=φAg/AgCl/KCl±E’mõõdet φmõõdet-φteor 1 Cd/CdSO4//KCl//AgCl/Ag 0,641 -0,442 0,0186 0,05m 2 Ag/AgCl//KCl//CuCl2/Cu 0,079 0,278 -0,0225 0,05m C Elektroodide potentsiaalide arvutus Tabel 3 Jrk nr Elektrood Molaalsus Aktiivsustegur Aktiivsus Normaalpotentsiaal φteor M γ± a± φ0 1 Cd/Cd2+ 0,05 0,206 0,0103 -0,402 -0,4606 2 Cu/Cu2+ 0,05 0,577 0,0458 0,34 0,3005 Kui elektroodil toimub reaktsioon OksOks + ze- = RedRed
kukkuda. Peale mõõtmist pesta areomeeter kraaniveega, loputada destilleeritud veega ning kindlasti kuivatada. 1. Leida tabelist NaCl protsendiline sisaldus lahuses, kasutades lineaarset interpoleerimist. 2. Arvutada mõõtmistulemuste (lahuse maht ja tihedus) järgi lahuses oleva naatriumkloriidi mass ning NaCl protsendiline sisaldus liiva ja soola segus. 3. Arvutada naatriumkloriidi sisaldus lahuses järgmistes kontsentratsiooni väljendusviisides: molaarsus, molaalsus, moolimurd, normaalsus, g/dm3, kg/m3. Katsetulemused: o mõõdetud tihedus 1,020 g/cm3 o 1 sellest väiksem tihedus tabelis 1,0019 g/cm3 o 2 sellest suurem tihedus tabelis 1,0054 g/cm3 o C%1 massiprotsent, mis vastab tihedusele 1 0,50 % o C%2 massiprotsent, mis vastab tihedusele 2 1,50 % o V = 250 ml = 250 cm3
Sageli kasutatakse selle asemel lahuse keemistäpi tõusu või külmumistäpi langust (vaata Palm, Past FK lk. 179185). Lahjendatud mitteelektrolüüdi lahuse külmumistemperatuuri alanemine (või keemistäpi tõus) on võrdeline lahuse molaalse kontsentratsiooniga T = K Cm (4) kus T lahuse külmumistäpi alanemine (või keemistäpi tõus), K Cm lahuse molaalsus, mol/kg K (Kk või Ke) lahusti krüoskoopiline (või ebullioskoopiline) konstant. RTk2 M Tk = Cm = K k Cm H s 1000 (5) RTa2 M Ta = Cm = K e Cm H a 1000 (6) kus
ning kindlasti kuivatada. Leida tabelist NaCl protsendiline sisaldus lahuses, kasutades lineaarset interpoleerimist. Arvutada mõõtmistulemuste (lahuse maht ja tihedus) järgi lahuses oleva naatriumkloriidi mass ning NaCl protsendiline sisaldus liiva ja soola segus. Arvutada naatriumkloriidi sisaldus lahuses järgmistes kontsentratsiooni väljendusviisides: molaarsus, molaalsus, moolimurd, normaalsus, g/dm3, kg/m3. Katsetulemused: mõõdetud tihedus 1,0051 g/cm3 1 sellest väiksem tihedus tabelis 1,0019 g/cm3 2 sellest suurem tihedus tabelis 1,0054 g/cm3 C%1 massiprotsent, mis vastab tihedusele 1 0,50 % C%2 massiprotsent, mis vastab tihedusele 2 1,0 % V = 250 ml = 250 cm3 Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs: Leian otsitava massiprotsendi C%:
RT ln K a E0 = zF (10) ja temperatuuril 298 K zE 0 log Ka = 0,059 (11) Aktiivsuste arvutamine Kui + ja on katioonide ja anioonide arv elektrolüüdi valemis, siis on ioonide üldine arv = + + ioonide molaalsused m+ = m+; m = m ioonide aktiivsused a+ = +m+; a = m Keskmine molaalsus ja keskmine aktiivsustegur 1 m = m ( + + - - ) 1 = ( + + - - ) Keskmine ioonne aktiivsus a = m 1 a = m ( - - ) + +
tihedus. Lahuse tihedus näitab ainemassi sajas massiosas lahuses lahuse ühe ruumalaühiku massi 2. Molaarne kontsentratsioon (CM) Molaarne kontsentratsioon näitab Lahustunud aine massi saab leida lahustunud aine moolide arvu ühes kuupdetsimeetris (ühes liitris) lahuses 3. Molaalsus (Cm) Molaalsus näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis 4. Moolimurd (CX) Mitut lahustunud ainet sisaldava Moolimurd näitab lahustunud aine lahuse korral tuleb murru nimetajas moolide arvu suhet lahusti ja kõikide liita nende kõikide moolide arvud lahustunud ainete moolide arvu summasse. Kui lahus koosneb lahustist ja vaid ühest lahustunud ainest, siis 5. ppm (parts per million)
veega ning kuivatan. Leian tabelist NaCl protsendilise sisalduse lahuses, kasutades lineaarset interpoleerimist. Arvutan mõõtmistulemuste (lahuse maht ja tihedus) järgi lahuses oleva naatriumkloriidi massi ning NaCl protsendilise sisaldus liiva ja soola segus. Arvutan naatriumkloriidi sisalduse lahuses järgmistes kontsentratsiooni väljendusviisides: molaarsus, molaalsus, moolimurd, normaalsus, g/dm3, kg/m3. Katsetulemused: mõõdetud tihedus 1,0124 g/cm3 1 sellest väiksem tihedus tabelis 1,0090 g/cm3 2 sellest suurem tihedus tabelis 1,0161 g/cm3 C% otsitav massiprotsent 1,98% 2,00% C%1 massiprotsent, mis vastab tihedusele 1 1,50% C%2 massiprotsent, mis vastab tihedusele 2 2,50% V = 250 ml = 250 cm3
ja temperatuuril 298 K zE 0 0,059 log Ka = (11) Aktiivsuste arvutamine Kui + ja on katioonide ja anioonide arv elektrolüüdi valemis, siis on ioonide üldine arv = + + ioonide molaalsused m+ = m+; m = m ioonide aktiivsused a+ = +m+; a = m Keskmine molaalsus ja keskmine aktiivsustegur 1 m = m 1 = Keskmine ioonne aktiivsus a = m 1
KORDAMINE KEEMIA ALUSTE ESIMESEKS KONTROLLTÖÖKS Kvantarvud - selgitada nelja kvantarvu tähendused, võimalikud väärtused. Osata kirjutada kvantarvude minimaalsed/maksimaalsed väärtused. n – peakvantarv, määrab energianivoo, kuhu elektron kuulub ehk määrab ära elektroni energiataseme n= 1, 2, ..., ∞ l – orbitaalkvantarv, määrab alanivoo, kuhu elektron kuulub, ja ka vastava lainefunktsiooni ruumilise kuju l= 0, 1, 2, ..., n-1 ml – magnetkvantarv, määrab orbitaali ruumilise orientatsiooni ehk näitab suunda ml= -l, ..., l ms – spinnkvantarv, näitab, kas elektroni magnetmoment on magnetvälja suunaline või sellega risti ms= -0,5; 0,5 Elektronstruktuuri ja elektronvalemi kirjutamine – harjutan!!! Kristallivõre energia – energia erinevus kristalli moodustavate ioonide tihepakendite ja gaasifaasis üksteisest lõpmata kaugel paiknevate ioonide vahel e 2 N A ∨z 2 z 1∨ ¿ ...
0,1m 2 Ag/AgCl//KCl//CuCl2/Cu 0,061 0,297 0,000 0,05m C Elektroodide potentsiaalide arvutus Tabel 3 Ioonide keskmine Normaal- Elektrood teor Molaalsu molaalsus Aktiivsustegur Aktiivsus potentsiaa sm m± ± a± l 0 - 0,45 Cd/CdSO4 0,1 0,100 0,150 0,015 -0,402 6
1. Zn|ZnSO4 ||KCl||AgCl|Ag 0,987V 0,241-0,987=-0,746V -0,746+0,817= 0,071 2. Ag|AgCl||KCl||CuSO4 |Cu 0,083V 0,241+0,083=0,324V 0,324-0,284= 0,04 Tabel C. Elektroodide potentsiaalide arvutus Jrk. Elektrood Molaalsus Aktiivsustegur Aktiivsus Normaal- teoreet m ± a± potentsiaal 0 1. Zn/Zn2+ 0,1 0,150 0,015 -0,763 -0,817 2. Cu/Cu2+ 0,1 0,154 0,0154 0,337 0,284 3. Ag/AgCl/KCl küll. 0,77 0,077 0,241 0,2V =0 + 0,059/z *log a
teatud koguses lahustis nimetatakse lahustumissoojuseks. Gaaside lahustuvus - Gaaside lahustuvus väheneb temperatuuri tõusuga ja suureneb rõhu kasvuga. Gaaside lahustuvus vees väheneb, kui vesi sisaldab lahustunud soolasid. Henry seadus - Gaasi lahustuvus vedelikus on proportsionaalses sõltuvuses gaasi osarõhuga lahuse kohal. Cm=kh*p · Massiprotsent m * 100 C % = aine mlahus · Molaarne konsentratsioon(CM) · Molaalsus (Cm) n C m = aine mlahusti · Moolimurd (Cx) naine Cx = naine + nlahusti · Normaalne konsentratsioon n m *V C n = aine = aine lahus Vlahus E aine Eksperimentaalne töö 1 NaCl sisalduse määramine liiva ja soola segus Töö eesmärk Lahuste valmistamine tahketest ainetest, kontsentratsiooni määramine tiheduse kaudu, ainete eraldamine segust, kasutades nende erinevat lahustuvust. Kasutatavad ained
= 0,117 2 Ag/AgCl/KCl//KCl//CuSO4/Cu 0,075 0,241 + 0,075 = 0,316 0,316-0,287 küll. 1m 0,2m V = 0,029 Arvutused on tehtud kasutades MS Excelit valemite järgi, mis on nähtaval tabeli päises C. Elektroodide potentsiaalide arvutus Jrk.nr. Elektrood Molaalsus Aktiivsustegur Aktiivsus Normaal- teor m ± a± potentsiaal 0 1 Zn/Zn+2 0,05 0,56 0,048 -0,763 -0,802 2 Cu/Cu2+ 0,2 0,104 0,0208 0,337 0,287
2 Ag/AgCl//KCl/CuCl2/Cu 0,083V 0,284 Ag/AgCl/KCl = 0,199 V φm õõ detud(Cd)=φ Ag/ AgCl / KCl −E ' mõõ detud =0,199−0,653=−0 , 454 V φm õõ detud(Cu) =φ Ag / AgCl / KCl + E ' m õõ detud =0,199+ 0,083=0 , 282 V m õõ detud(Cd )−¿ φteoreetiline(Cd)=−0,454−(−0,4616 ) =0 , 0076V φ¿ C. Elektroodide potentsiaalide arvutus Jrk.nr. Elektrood Molaalsus Aktiivsustegur Aktiivsus Normaalpotentsiaal φteor m γ± a± φ0 1 Cd/Cd2+ 0,1 0,206 0,0206 -0,403 -0,4527V 2 Cu/Cu2+ 0,05 0,508 0,0403 0,337 0,2958V Aktiivsusteguri γ leidsin käsiraamatust.
Eksperimentaalne töö 1 NaCl sisalduse määramine liiva ja soola segus Töö ülesanne ja eesmärk Lahuste valmistamine tahketest ainetest, kontsentratsiooni määramine tiheduse kaudu, ainete eraldamine segust, kasutades nende erinevat lahustuvust. Sissejuhatus Kasutatud valemid: Kasutatud mõõteseadmed, töövahendid ja kemikaalid. Kaalud, kuiv keeduklaas, klaaspulk, lehter, kooniline kolb, mõõtesilinder(250 cm 3), areomeeter, filterpaber. Kasutatavad ained. Naatriumklooriid segus liivaga. Kasutatud uurimis- ja analüüsimeetodid ning metoodikad. Kaalusin kuiva keeduklaasi 5,35 g liiva ja soola segu. Lahustasin NaCl klaaspulgaga segades ~ 50 cm3 destilleeritud veega. NaCl lahustus vees hästi, liiv aga mitte. Kuna NaCl lahustuvus temperatuurist peaaegu ei olene, siis ei olnud vaja lahustuvuse tõstmiseks lahust vaja soojendada. Filtreerisin lahuse. Selleks kasutasin 250ml koonilist kolvi, mil...
1 CdCdSO4KClAg 0,639 V -0,440 0,0216 ClAg 0,05m AgAgClKClCuC 2 l2Cu 0,085 V 0,284 -0,0207 0,1m Ag/AgCl/KCl = 0,199 V C. Elektroodide potentsiaalide arvutus Aktiivsusteg Aktiivsu Normaalpotentsia Molaalsus Jrk nr Elektrood ur s al teoreetiline m ± a± 0 1 Cd/Cd2+ 0,05 0,206 0,0103 -0,403 -0,4616 2 Cu/Cu2+ 0,1 0,508 0,0806 0,337 0,3047 Aktiivsusteguri leidsin käsiraamatust. Aktiivsuse saab arvutada valemi kohaselt.
Arvutan NaCl protsendilise sisalduse liiva ja soola segus Esialgne liiva-soola segu mass 6,17g ( mõõdetud) NaCl sisaldus 3,08g/6,17g * 100% = 50% Arvutada naatriumkloriidi sisaldus lahuses järgmistes kontsentratsiooni väljendusviisides: Tallinna Tehnikaülikool 2011 M (NaCl) = 58,5g/mol M (NaCl) = 3,08 n(NaCl) = 3,08g/58,5g/mol = 0,052 mol V(lahus) = 250 cm3 (lahus) = 1,0079 g/cm3 · molaarsus, CM= n (aine)/V (lahus) = 0,05 mol /0,25 dm3 = 0,2 · molaalsus m (lahus)= V lahus * (lahus) m (lahus) = 250 cm3 * 1,0079 g/ cm3 = 251,9g = 0,249 g Cm= n (aine) / m (lahusti) => 0,05 mol / 0,249 kg = 0,2 mol / kg · moolimurd, Cx= n (aine) / n (aine) + n (lahusti) n(lahusti) = m (H20) / M (H20) => 248,82 g / 18 g/mol = 13,8 mol Cx= 0,05 mol/ 0,05+13.8mol = 0,0036 normaalsus, g/dm3, n (aine) = 0,05 / 0,250 = 0,2 g-ekv / dm3
B. Elektroodide potentsiaalide mõõtmine Jrk. Element E´mõõdet mõõdet=Ag/AgCl/KCl±E´mõõdet mõõdet teor nr. 1 Cd/CdSO4//KCl//KCl/AgCl/Ag 0,646 -0,44801 0,00469 0,1m 2 Ag/AgCl//KCl//KCl/CuCl2/Cu 0,068 0,26599 -0,03141 0,05m C. Elektroodide potentsiaalide arvutus Jrk.nr. Elektrood Molaalsus m± Aktiivsustegur Aktiivsu Normaalpotentsiaal teor m ± s 0 a± 1 Cd/Cd+2 0,1 0,1 0,206 0,0206 -0,403 -0,4527
Arvutame NaCl protsendiline sisaldus liiva ja soola segus. CNaCl%,segu= (mNaCl/msegu)*100% CNaCl%,segu=(5,577g/10g) *100%=55,77% Arvutame naatriumkloriidi sisaldus lahuses järgmistes kontsentratsiooni väljendusviisides: molaarsus CM=naine/Vlahus naine= maine/ Maine Maine=Ar(Na)+Ar(Cl) Maine=23+35,5=58,5g/mol naine=5,577g/58,5g/mol=0,095mol CM=(0,095mol/0,25dm3)=0,38mol/dm3 Arvutame naatriumkloriidi sisaldus lahuses järgmistes kontsentratsiooni väljendusviisides: molaalsus Cm= naine/ mlahusti Cm= 1000*maine/ Maine *(Vlahus*lahus - maine) Cm=1000*5,577g/(58,5g/mol*(250cm3*1,014g/cm3-5,577g)=0,385mol/kg Arvutame naatriumkloriidi sisaldus lahuses järgmistes kontsentratsiooni väljendusviisides: moolimurd Cx= naine/ (nlahusti+naine) Cx= naine/((Vlahus*lahus- maine)/Mlahusti)+naine) Mlahus=M(H20)=18g/mol Cx=0,095mol/(((250cm3*1,014g/cm3-5,577g)/18g/mol)+ 0,095mol)= 0,095/ (0,095+13,7735)=0,006874=6,874*10-3
Keemia aluste (praktikum) mõistete vastused Lahus-kahest või enamast komponendist (lahustunud ained, lahusti) koosnev homogeenne süsteem. Lahusti-mittevesilahuste korral aine, mida on lahuses rohkem ja/või mis ei muuda oma agregaatolekut (vesilahuste korral alati vesi; 60% etanooli+ 40% atsetooni lahustiks etanool; 98 % väävelhappelahus- lahustiks vesi. Lahustunud aine- kui üks lahustub teises, jaotuvad lahustunud aine osakesed (aatomid, molekulid või ioonid) ühtlaselt kogu lahusti mahus. Küllastumata lahus- lahus, mille ainet antud temperatuuril ja rõhul veel lahustub. Küllastunud lahus- lahus, mis sis. antud temperatuuril ja rõhul maksimaalse koguse lahustunud ainet (tasakaaluolek) Üleküllastunud lahus- aeglasel jahutamisel saadud ebapüsiv süsteem, mis sisaldab lahustunud ainet üle lahustuvusega määratud koguse. Massiprotsent (C%) näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses. Ühik: protsent. Molaarsus (CM) näitab lahustunud ai...
Sissejuhatus: Massiprotsent (C%) näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses Molaarne kontsentratsioon (CM) näitab lahustunud aine moolide arvu ühes kuupdetsimeetris (ühes liitris) lahuses Molaalsus (Cm) näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis Moolimurd (CX) näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse Kontsentratsiooni arvutamise valem: V y∙C y С x= ; x – aine, mille kontsentratsioon otsime tiitrimiusega, y – tilkudega lisatav Vx aine Esimene katse Töö ülesande: Määrata NaCl kotsentratsiooni liiva ja soola segus. Töö eesmärk: Lahuste valmistamine tahketest ainetest, kontsentratsiooni määramine tiheduse kaudu, ainete eraldamine segust, kasutades nende erinevat lahustuvust. Kasasutatud mõõteseadmed, töövahendid ja kemikaalid: Tehnilised kaalud, 250 ml mensuur, areomeeter,...
3 0,025 385 0,0855254545 0,0034210182 32,9273 suhteline viga l 0,04044 Dissotsiatsiooniaste Näiline dis. konstant K 0,0395255347 0,0001626558 0,0628745957 0,0002109224 0,0845949105 0,0001954408 Keskmine: 0,000189673 7,0389417313 Elektrood Molaalsus Aktiivsustegur Aktiivsus Normaalpotentsi aal m ± a± 0 +2 Zn/Zn 0,05 0,56 0,0484974226 -0,763 Cu/Cu2+ 0,2 0,104 0,0208 0,337 Ag/AgCl/KCl 1 0,77 0,77 0,241
1. Zn/ZnSO4//KCl//KCl/AgCl/A 0,955 0,2252 0,955 = - g -0,730 V 0,730+0,813=0,0830 2. Ag|AgCl||KCl||KCl|CuCl2|Cu 0,079 (-)mõõdet = 0,2252 0,3042-0,3048=- +0,079 = 0,3042 V 0,0006 C. Elektroodide potentsiaalide arvutus Jrk.nr. Elektrood Molaalsus Aktiivsustegur Aktiivsus Normaalpotentsiaal teor m ± a± 0 +2 Zn/Zn 0,2 0,104 0,0208 -0,763 -0,813 Cu2+/Cu 0,159 0,508 0,337 0,3048 0,0808
Keemia alused kordamine Mateeria – kõik, mis meid ümbritseb. Jaguneb kaheks: aineks ja väljaks Aine on kõik, millel on mass ja mis võtab ruumi. Väli on näiteks elektromagnetväli, gravitatsioon jne Keemias on aine puhas aine: 1)omab kindlat keemilist koostist 2)ei sisalda teisi aineid (ideaalis) Ained jagatakse: 1)lihtained 2)liitained Keemiline element on kindla tuumalaenguga aatomite liik. Üks element võib esineda mitme lihtainena (allotroopia) Jõud (F) on mõju, mis muudab objekti liikumist Energia on keha võime teha tööd, toimida välise jõu vastu. Kineetiline, potentsiaalne ja elektromagnetiline energia. Välise mõju puudumisel on süsteemi koguenergia jääv Keemiline element – kindla tuumalaenguga aatomite liik Molekul – diskreetne rühm aatomeid, mis on omavahel seotud kindlas järjestuses Mool – ainehulk, milles sisaldub Avogadro arv osakesi Molaarmass – ühe mooli aine mass Segu – komponente on võimalik füüsikaliste meetoditega eralda...
Keemia alused kordamine Mateeria kõik, mis meid ümbritseb. Jaguneb kaheks: aineks ja väljaks Aine on kõik, millel on mass ja mis võtab ruumi. Väli on näiteks elektromagnetväli, gravitatsioon jne Keemias on aine puhas aine: 1)omab kindlat keemilist koostist 2)ei sisalda teisi aineid (ideaalis) Ained jagatakse: 1)lihtained 2)liitained Keemiline element on kindla tuumalaenguga aatomite liik. Üks element võib esineda mitme lihtainena (allotroopia) Jõud (F) on mõju, mis muudab objekti liikumist Energia on keha võime teha tööd, toimida välise jõu vastu. Kineetiline, potentsiaalne ja elektromagnetiline energia. Välise mõju puudumisel on süsteemi koguenergia jääv Keemiline element kindla tuumalaenguga aatomite liik Molekul diskreetne rühm aatomeid, mis on omavahel seotud kindlas järjestuses Mool ainehulk, milles sisaldub Avogadro arv osakesi Molaarmass ühe mooli aine mass Segu komponente on võimalik füüsikaliste meetoditega eralda...
Materjaliteaduse instituut TTÜ Füüsikalise keemia õppetool Töö 3 Töö pealkiri MOLAARMASSI KÜROSKOOPILINE MÄÄRAMINE nr (FK) Üliõpilane MIHKEL HEINMAA Õpperühm YAGB41 Töö teostatud 21/02/2011 Arvestatud TÖÖÜLESANNE Aine molaarmassi leidmiseks määratakse lahusti (näit. vee) ja uuritava aine lahuse külmumistemperatuurid. Molaarmass arvutatakse lahuse külmumis-temperatuuri languse põhjal, kasutades selleks Raoult'i II seadust. APARATUUR Jahutamiseks kasutatakse laboratoorset pooljuhtidel töötavat mikrojahutit. Selle töö põhineb Peltier' efektil: kui juhtida elektrivoolu läbi kahe erineva juhi puutekohast, siis kontaktil (sõltuvalt voolu suunast) kas eraldub või neeldub soojust. Mikrojahuti põhisõlmeks on termoelement, mis koosneb kahest erinevast pooljuhist, millest üks on elektron-, teine aukjuhtivusega; pooljuhid on ühendatud metalljuhtmega. ...
𝑔 𝑚 6,674 𝑔 𝑀(𝑁𝑎𝐶𝑙) = 23 + 35,5 = 58,5 𝑛= = = 0,11 𝑚𝑜𝑙 𝑚𝑜𝑙 𝑀 58,5 𝑔/𝑚𝑜𝑙 𝑛 0,11 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑀 = = = 0,44 𝑚𝑜𝑙/𝑙 𝑉 0,25 𝑙 Lahuse molaalsus: 𝑛 0,11 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑚 = = = 0,45 𝑚𝑜𝑙/𝑘𝑔 𝑚 𝑙𝑎ℎ𝑢𝑠𝑡𝑖 0,243 𝑘𝑔 𝑚 𝐻2 𝑂 = 250 𝑔 − 6,674 𝑔 = 243,32 𝑔 = 0,243 𝑘𝑔 Lahuse moolimurd: 𝑛𝑎𝑖𝑛𝑒 0,11 𝑚𝑜𝑙
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
