Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Redoksreatsioonid ja metallide korrosioon". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
reaktsioon, anood, katood, ioonid, graanul, korrosioon, metall, cuso4, alumiinium, anoodiks, anoodil, katoodil, sinist, inhibiitor, raudplekk, galvaanipaar, cucl2, klamber, sulfaadi, urotropiin, keeduklaas, reaktsioonivõrrand, tsink, võrrandid, kummas, protokoll, eralduma, kumb, kummal, anioon, kiireneb, ohtlikumad, kirjaklamber, puutu, protektorTTÜ keemiainstituut Anorgaanilise keemia õppetool YKI3030 Keemia ja materjaliõpetus Laboratoorne töö nr. 6 Töö pealkiri: Redoksreaktsioonid ja metallide korrosioon 1. Töö eesmärk. Tutvuda metallide korrosiooni mõningate enamlevinud ilmingutega. 2. Kasutatud mõõteseadmed, töövahendid ja kemikaalid. Töövahendid: Katseklaasid, väike keeduklaas (50 cm3), tsentrifuugiklaas. Ained: 0,1 M soolhape, 0,1 M väävelhape, tsingi ja alumiiniumigraanulid, vasktraat, vask(II)sulfaadi lahus, vask(II)kloriidi lahus, raud(II)sulfaadi lahus, kaaliumheksatsüanoferraat(III) lahus, tsingitud raudplekk, tinatatud raudplekk, rauast
TTÜ keemiainstituut Anorgaanilise keemia õppetool YKI3030 Keemia ja materjaliõpetus Laboratoorne töö Töö pealkiri: nr. Redoksreaktsioonid ja metallide korrosioon 6 Õpperühm: Töö teostaja: Õppejõud: Töö teostatud: Protokoll esitatud: Protokoll arvestatud: Töö eesmärk Tutvuda metallide korrosiooni mõningate enamlevinud ilmingutega. Töövahendid Katseklaasid, väike keeduklaas (50 cm3), tsentrifuugiklaas. Kasutatavad ained 0,1M soolhape, 0,1M väävelhape, tsingi- ja alumiiniumigraanulid, vasktraat, vask(II)sulfaadi
lahusesse) vasktraat nii, et ta ei puutuks kokku tsingiga. Jälgida, kas vase pinnalt eraldub vesinikku. Põhjendada, miks vask ei reageeri lahjendatud soolhappega. Vasktraadi lisamisel ei eraldu vase pinnalt vesinikku. Vask ei reageeri lahjendatud soolhappega, sest ta ei suuda sealt välja tõrjuda vesinikku. Vase pinnalt hakkab eralduma vesiniku alles siis, kui vasktraat viia kontakti tsingiga. Korrodeerub tsink, sest ta on reaktsioonis aktiivsem metall. Nüüd viia vasktraat kontakti tsingiga ning jälgida, kas vase pinnalt hakkab eralduma vesinikku. Viies vase kontakti tsingiga soolhappe kui elektrolüüdi lahuses, tekib sisuliselt galvaanipaar. Tsink, kui galvaanipaaris negatiivsema potentsiaaliga metall, on anoodiks ja vask, kui galvaanipaaris positiivsema potentsiaaliga metall, on katoodiks. Kumb metall lahustub (korrodeerub)? Kirjutada anoodil ja katoodil toimuvate reaktsioonide võrrandid.
TTÜ keemiainstituut Anorgaanilise keemia õppetool YKI3030 Keemia ja materjaliõpetus Laboratoorne Töö pealkiri: Redoksreaktsioonid ja metallide korrosioon töö nr. 6 Õpperühm: Töö teostaja: Aleks Mark MASB11 Õppejõud: Töö teostatud: Protokoll esitatud: Protokoll arvestatud: Andre Roden 20.11.15 1.Töö eesmärk Tutvuda metallide korrosiooni mõningate enamlevinud ilmingutega. 2.Kasutatud mõõteseadmed,töövahendid ja kemikaalid Töövahendid: Katseklaasid, väike keeduklaas (50 cm3), tsentrifuugiklaas Kasutatud ained:
Üliõpilase nimi:_________________________ Õpperühm:____________________________ Kuupäev:____________________________ YKI0031 Anorgaaniline keemia I LABORATOORNE TÖÖ 5 Redoksreaktsioonid. Metallide korrosioon Praktiline osa 1. Redoksreaktsioonid NB! Kirjeldada võimalikult täpselt toimuvaid muutusi, märkides ära reaktsiooniks võetud ja tekkivate ühendite värvused. Esitada kõiki muutusi kirjeldavad reaktsioonivõrrandid ning tasakaalustamiseks vajalikud elektronide bilansid või vastavad poolreaktsioonide võrrandid. Märkida, milline ühend on oksüdeerija, milline redutseerija. Kirjutada oksüdeerija ja redutseerija juurde nende ühendite nimetused. Halogeenid Katse 1
Kuna seebi reageerimisel Ca2+-ga tekivad raskelt lahustuvad orgaanilised ühendid. 2C17H35COONa + Ca2+ (C17H35COO)2Ca + 2Na+ 5. Milliseid vee pehmendajaid lisatakse pesupulbritele? Millel põhineb nende toime? Vett pehmendavate lisanditena kasutatakse järgmisi ühendeid: · Leelismetallide karbonaadid, silikaadid, ortofosfaadid moodustavad Ca 2+ ja Mg2+ ioonidega sademe; · Polüfosfaadid ja orgaanilised kompleksimoodustajad seovad Ca 2+ ja Mg2+ ioonid püsivateks vees lahustunud kompleksühenditeks. Näiteks etüleendiamiintetra-äädikhappe (EDTA) dinaatriumisool ehk triloon-B. 6. Millised keemilised reaksioonid toimuvad looduslikus vees kuumutamisel üle 65 ±C? Vees sisalduvad vesinikkarbonaadid hakkavad kuumutamisel üle 65 ±C lagunema 2HCO-3 ! CO2-3 + CO2 + H2O Sellest tingituna hakkavad kulgema järgmised reaktsioonid: Ca2+ + 2HCO-3 ! CaCO3 + CO2 + H2O Mg2+ + 2HCO-3 ! Mg(OH) 2 + 2CO2
4. Kirjutage magneesiumi ja alumiiniumi reageerimisel soolhappega toimuvate reaktsioonide võrrandid. Mg + 2HCL= MgCl2+H2, 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 5. Miks peavad magneesiumi massi määramisel katse alguses olema vee nivood mõlemas büretis ühekõrgusel? Selleepärast et rõhk bürettides oleks võrdne välisrõhuga. 6. Kas metoodikaga, millega määrasite metalli massi, on võimalik määrata CaCO 3 sisaldust lubjakivis? Kui ja, siis kuidas, kui ei, siis miks? Peaks saama, sest Ca on aktiivne metall ja ta asub metallide pingereas vesinikust eespool ja suudab happest vesiniku välja tõrjuda. 7. Kui suur on normaaltingimustel ühe mooli vesiniku ruumala? n=1 mol Vm=22,4 dm3/mol n=V0/22,4 => V0=n*22,4=22,4 dm3 8. Kui suur on vesiniku molaarmass? m(H)=1g/mol 9. Kuidas sõnastada Daltoni seadus? keemiliselt inaktiivsete gaaside segu üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga. 10
4. Kirjutage magneesiumi ja alumiiniumi reageerimisel soolhappega toimuvate reaktsioonide võrrandid. Mg + 2HCL= MgCl2+H2, 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 5. Miks peavad magneesiumi massi määramisel katse alguses olema vee nivood mõlemas büretis ühekõrgusel? Selleepärast et rõhk bürettides oleks võrdne välisrõhuga. 6. Kas metoodikaga, millega määrasite metalli massi, on võimalik määrata CaCO 3 sisaldust lubjakivis? Kui ja, siis kuidas, kui ei, siis miks? Peaks saama, sest Ca on aktiivne metall ja ta asub metallide pingereas vesinikust eespool ja suudab happest vesiniku välja tõrjuda. 7. Kui suur on normaaltingimustel ühe mooli vesiniku ruumala? n=1 mol Vm=22,4 dm3/mol n=V0/22,4 => V0=n*22,4=22,4 dm3 8. Kui suur on vesiniku molaarmass? m(H)=1g/mol 9. Kuidas sõnastada Daltoni seadus? keemiliselt inaktiivsete gaaside segu üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga. 10
4. Kirjutage magneesiumi ja alumiiniumi reageerimisel soolhappega toimuvate reaktsioonide võrrandid. Mg + 2HCL= MgCl2+H2, 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 5. Miks peavad magneesiumi massi määramisel katse alguses olema vee nivood mõlemas büretis ühekõrgusel? Selleepärast et rõhk bürettides oleks võrdne välisrõhuga. 6. Kas metoodikaga, millega määrasite metalli massi, on võimalik määrata CaCO 3 sisaldust lubjakivis? Kui ja, siis kuidas, kui ei, siis miks? Peaks saama, sest Ca on aktiivne metall ja ta asub metallide pingereas vesinikust eespool ja suudab happest vesiniku välja tõrjuda. 7. Kui suur on normaaltingimustel ühe mooli vesiniku ruumala? n=1 mol Vm=22,4 dm3/mol n=V0/22,4 => V0=n*22,4=22,4 dm3 8. Kui suur on vesiniku molaarmass? m(H)=1g/mol 9. Kuidas sõnastada Daltoni seadus? keemiliselt inaktiivsete gaaside segu üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga. 10
Kuna seebi reageerimisel Ca2+-ga tekivad raskelt lahustuvad orgaanilised ühendid. 2C17H35COONa + Ca2+ ↔ (C17H35COO)2Ca↓ + 2Na+ 5. Milliseid vee pehmendajaid lisatakse pesupulbritele? Millel põhineb nende toime? Vett pehmendavate lisanditena kasutatakse järgmisi ühendeid: • Leelismetallide karbonaadid, silikaadid, ortofosfaadid – moodustavad Ca2+ ja Mg2+ ioonidega sademe; • Polüfosfaadid ja orgaanilised kompleksimoodustajad – seovad Ca2+ ja Mg2+ ioonid püsivateks vees lahustunud kompleksühenditeks. 6. Millised keemilised reaksioonid toimuvad looduslikus vees kuumutamisel üle 65 ±C? Vees sisalduvad vesinikkarbonaadid hakkavad kuumutamisel üle 65 ±C lagunema 2HCO3-= CO3-2 + 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. 7. Kuidas te määrasite karbonaatse kareduse
sooritamise.momendil) Kirjutage magneesiumi ja alumiiniumi reaktsioonivõrrandid soolhappega. Mg + 2HCL= MgCl2+H2, 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 Miks peavad Mg hulga määramisel katse alguses olema vee nivood mõlemas büretis ühekõrgusel? Selleepärast et rõhk bürettides oleks võrdne välisrõhuga. Kas metoodikaga, millega määrasite metalli massi, on võimalik määrata CaCO 3 sisaldust lubjakivis? Kui ja, siis kuidas, kui ei, siis miks? Peaks saama, sest Ca on aktiivne metall ja ta asub metallide pingereas vesinikust eespool ja suudab happest vesiniku välja tõrjuda. Kuidas sõnastada Daltoni seadus? keemiliselt inaktiivsete gaaside segu üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga. Kuidas määrati soola mass liiva-soola segus (katse käik, arvutused) Lahustasin NaCl vees ja filtreerisin seda 2 korda. Filtraadi tiheduse kaudu leidsin tabelist lahuse kontsentratsiooni massiprontsentides filtraadi massi ja kontsentratsiooni arvutasin NaCl massi
1.2 Võtta kahte katseklaasi ~2 mL K3[Fe(CN)6] lahust Kaaliumheksatsüanoferraat(III) a) ühte katseklaasi lisada mõned tilgad NH4SCN lahust. Kas lahuses on Fe3+ ioone? Muutust ei toimunud, seega lahuses pole Fe 3+ ioone ja lahus ei värvunud seetõttu punaseks. b) teise katseklaasi lisada Cd2+ ioone sisaldavat lahust. Kui tekib Cd3[Fe(CN)6]2 sade, tõestab see kompleksiooni eksisteerimist lahuses. Kui lahuses oleksid CN– ioonid, siis sadet ei tekiks, sest Cd(CN)2 on lahustuv. Kirjutada [Fe(CN)6]3- iooni tõestusreaktsiooni võrrand. 3Cd2+ + 2[Fe(CN)6]2-→ Cd3[Fe(CN)6]2 kaadmiumheksatsüanoferraat(III) Kirjutada K3[Fe(CN)6] dissotsiatsioonivõrrand. K3[Fe(CN)6 ]2 ↔ 3K+ + [Fe(CN)6]3- Ammiinkompleksid. Saamine ja omadused. 2.1 Nelja katseklaasi valada ~3 mL 0,25 M CuSO 4 lahust. a) ühte katseklaasi lisada tilkhaaval 6-8 tilka 0,5 M NH 3 H2O vesilahust, loksutada
Kirjutada Fe3+ iooni tõestusreaktsioon Fe3+ + SCN- = Fe(SCN) 2+ FeNH4(SO4)2 + NH4SCN = Fe(SCN)SO4 + (NH4)SO4 b) teise katseklaasi lisada mõned tilgad konts. NaOH lahust ja soojendada. Kui lahuses on NH4+ ioone, on tunda eralduva ammoniaagi lõhna. Kas lahuses oli NH4+ ioone? Soojendamisel oli tunda ammonniaagile omast lõhna, mis tõestas, et ammooniumioonid esinevad lahuses. Pärast NaOH lisamist toimus reaktsioon, mille käigus aluseslises keskkonnas vabanes ammoniaak. Kirjutada NH4+ iooni tõestusrektsiooni võrrand FeNH4(SO4)2 + 4NaOH = Fe(OH)3 + NH4OH + 2Na2SO4 NH4OH = NH3 + H2O c) kolmandasse katseklaasi lisada 0,5 - 1 mL BaCl 2 lahust. Kui lahuses on SO42 ioone, tekib rasklahustuva BaSO4 sade. Kas lahuses oli SO42- ioone? Ioonid esinesid lahuses, kuna SO42- ioonide tõttu tekkis raskestilahustuv valge piimjas Ba(SO4) sade.
Eksperimentaalne töö 2. Kaksiksoola ja kompleksühendi dissotsiatsioon 1.1 Kolme katseklaasi valada ~2 mL FeNH4(SO4)2 lahust. a) ühte katseklaasi lisada mõned tilgad NH4SCN lahust. Kui lahuses on Fe3+ ioone värvub lahus tekkiva [Fe(SCN)]2+ tõttu punaseks. FeNH4(SO4)2 lahusele NH4SCN lisamisel värvus lahus tõepoolest punaseks, seega annab FeNH4(SO4)2 dissotseerudes Fe3+ ioone. Toimus reaktsioon: FeNH4(SO4)2 + NH4SCN Fe(SCN)SO4 + (NH4)2SO4 b) teise katseklaasi lisada mõned tilgad konts. NaOH lahust ja soojendada. Kui lahuses on NH 4+ ioone, on tunda eralduva ammoniaagi lõhna. Soojendamisel oli tõesti tunda ammoniaagi spetsiifilist teravat lõhna! See tõestas, et ammooniumioonid on lahuses. NaOH lisamisel toimus reaktsioon, kus aluselises keskkonnas vabaneb ammoniaak, reaktsioon näeb välja nii: FeNH4(SO4)2 + 4NaOH Fe(OH)3 + NH3 + 2Na2SO4 + H2O
2. Kasutatud mõõteseadmed, töövahendid ja kemikaalid Töövahendid: Katseklaas. Kasutatud ained: K3[Fe(CN)6], Cd(CH3COO)2. 3. Töö käik Valasin katseklaasi ~2 mL K3[Fe(CN)6] lahust. Lisasin Cd(CH3COO)2 lahust. 4. Katseandmed Lahusesse tekkis sade. 5. Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs Tekkis sade, mis pidi olema Cd3[Fe(CN)6]2 sade, sest Cd(CN)2 on lahustuv. Järelikult olid lahuses [Fe(CN)6] kompleksioonid, mitte CN- ioonid. Dissotsiatsioonivõrrand: K3[Fe(CN)6] 3K(aq) + [Fe(CN)6]3-(aq) 6. Kokkuvõte või järeldused Lahuses moodustus sade, järelikult leidus lahuses K3[Fe(CN)6] dissotsiatsiooni järgselt tekkinud [Fe(CN)6]3- ioone, mitte aga CN- ioone. Ammiinkompleksid. Saamine ja omadused. 1. Katsed 0,25 M CuSO4 lahusega a) 1. Töö eesmärk o Saada lahustuvast vask(II)sulfaadist rasklahustuv vask(II)hüdroksiid ning sellest lahustuv ammiinkompleks. 2
Kui lahuses on SO42 ioone, tekib rasklahustuva BaSO4 sade. Kas lahuses oli nimetatud ioone? Kirjutada soola dissotsiatsioonivõrrand ja ioonide tõestusreaktsioonide võrrandid. 1.2 Võtta kahte katseklaasi ~2 mL K3[Fe(CN)6] lahust a) ühte katseklaasi lisada mõned tilgad NH4SCN lahust. Kas lahuses on Fe3+ ioone? b) teise katseklaasi lisada Cd2+ ioone sisaldavat lahust. Kui tekib Cd3[Fe(CN)6]2 sade, tõestab see kompleksiooni eksisteerimist lahuses. Kui lahuses oleksid CN ioonid, siis sadet ei tekiks, sest Cd(CN)2 on lahustuv. Kirjutada K3[Fe(CN)6] dissotsiatsioonivõrrand. Ammiinkompleksid. Saamine ja omadused. 2.1 Nelja katseklaasi valada ~3 mL 0,25 M CuSO4 lahust. a) ühte katseklaasi lisada tilkhaaval 6-8 tilka 0,5 M NH3H2O vesilahust, loksutada ja seejärel lisada veel ~15 tilka 6M NH3 H2O vesilahust kuni esialgselt tekkiv Cu(OH)2 sade lahustub ja moodustub selge sademeta tumesinine vase ammiinkompleksi sisaldav lahus. Saadud lahus hoida alles katseteks 2.2
ioone, tekib rasklahustuva BaSO4 sade. Kas lahuses oli nimetatud ioone? Kirjutada soola dissotsiatsioonivõrrand ja ioonide tõestusreaktsioonide võrrandid. 1.2 Võtta kahte katseklaasi ~2 mL K3[Fe(CN)6] lahust a) ühte katseklaasi lisada mõned tilgad NH 4SCN lahust. Kas lahuses on Fe3+ ioone? b) teise katseklaasi lisada Cd2+ ioone sisaldavat lahust. Kui tekib Cd 3[Fe(CN)6]2 sade, tõestab see kompleksiooni eksisteerimist lahuses. Kui lahuses oleksid CN ioonid, siis sadet ei tekiks, sest Cd(CN)2 on lahustuv. Kirjutada K3[Fe(CN)6] dissotsiatsioonivõrrand. Ammiinkompleksid. Saamine ja omadused. 2.1 Nelja katseklaasi valada ~3 mL 0,25 M CuSO4 lahust. a) ühte katseklaasi lisada tilkhaaval 6-8 tilka 0,5 M NH 3H2O vesilahust, loksutada ja seejärel lisada veel ~15 tilka 6M NH 3 H2O vesilahust kuni esialgselt tekkiv Cu(OH)2 sade lahustub ja moodustub selge sademeta tumesinine vase ammiinkompleksi sisaldav lahus
1 mmol/dm3 või mekv/dm3; Saksa kareduskraad ehk 'dH; ppm. 1 mmol/dm3=2 mekv/dm3 = 100ppm = 5,6 'dH 28. Miks suurendab kare vesi pesemisvahendi kulu? Kuna seebi reageerimisel Ca2+ tekivad mitmesugused rasklahustuvad orgaanilised ühendid 29. Milliseid vee pehmendajaid lisatakse pesupulbritele? Millel põhineb nende toime? Leelismetallide karbonaadid, silikaadid, ortofosfaadid (moodustavad Ca ja Mg ioonidega sademe), polüfosfaadid ja orgaanilised kompleksimoodustajad (seovad Ca ja Mg ioonid püsivateks vees lahustunud kompleksühenditeks) 30. Millised keemilised reaktsioonid toimuvad looduslikus vees kuumutamisel üle 65 C? Vees sisalduvad vesinikkarbonaadid hakkavad kuumutamisel lagunema, reaktsioonide käigus tekib sade, mida nimetatakse katlakiviks. 31. Kuidas te määrasite karbonaatse kareduse? Kui suur oli saadud tulemus? Uuritavasse vette tuleb lisada indikaatorit, seejärel tuleb tiitrida vett soolhappelahusega kuni see muudab oma värvust
Molekulaarkujul võrrandis kajastuvad vaid ühendid. Täpsemini kirjeldab toimuvat ioonvõrrand, sest elektrolüüdid on vesilahuses jagunenud ioonideks ja osa ioone mingisse vastastiktoimesse ei astu. Et eristada erinevates agregaatolekutes olevaid ja lahustunud ühendeid, on korrektne märkida olek ühendi või iooni juurde. Ioonvõrrandite kirjutamisel jälgida järgmisi reegleid: lahku võib kirjutada kõik tugevad elektrolüüdid vasakul ja paremal pool korduvad ioonid jäetakse võrrandist välja (taandatakse) kokku jäetakse: gaasid jt mittedissotsieeruvad ühendid (CO2, NH3, SO2, MnO2 jt) vähelahustuvad ühendid (BaSO4, AgCl, Cu(OH)2 jt) vesi H2O ning muud vähedissotsieeruvad ühendid (H2S, HCN, HF, NH3 ⋅ H2O, CH3COOH jt) kompleksioonid ( [Ag(NH3)2]+, [Al(OH)6]3– jt) laengute summa võrrandi vasakul pool peab võrduma laengute summaga paremal pool
moodustavad kompleksühendi sisesfääri. Valemis eristatakse sisesfäär nurksulgudega. Ligandide arv on määratud kompleksimoodustaja koordinatsiooniarvuga, millised on tavaliselt 2...6. Seejuures ühe ja sama elemendi aatomid võivad omada erinevaid koordinatsiooniarve sõltuvalt oksüdatsiooniastmest. Näiteks Cu(I) 2, Cu(II) 2, 3, 4 ja 6, Al(III) 3, 4 ja 6, Zn(II) 2, 3 ja 4, Fe(III) 2, 3, 4 ja 6. Kompleksühendi välissfääri võivad moodustada positiivse laenguga ioonid juhul, kui kompleksioon omab negatiivset laengut (kompleksanioon), negatiivse laenguga ioonid juhul, kui kompleksioon omab positiivset laengut (komplekskatioon). Välissfäär võib ka puududa ja kui kompleksi laeng on 0, on tegemist neutraalse kompleksiga, nagu näiteks [Co(NH3)3Cl3]. Antud juhul on kompleksimoodustaja Co(III) koordinatsiooniarv kuus ning ligandideks on 3 NH3 molekuli ja 3 Cl iooni. Ligandi side tsentraalaatomiga moodustub sama ligandi ühe või mitme aatomi vaba
SISSEJUHATUS Reaktsioonid elektrolüütide lahustes Reaktsioonivõrrandeid võib esitada kahel viisil – molekulaarkujul ja ioonvõrrandina. Molekulaarkujul võrrandis kajastuvad vaid ühendid 2NaOH(aq) + CuSO4(aq) →Cu(OH)2(s) + Na2SO4(aq) Täpsemini kirjeldab toimuvat ioonvõrrand, sest elektrolüüdid on vesilahuses jagunenud ioonideks ja osa ioone mingisse vastastiktoimesse ei astu (selles näites SO42–ja Na+). Sama reaktsioon ioonvõrrandina 2OH–(aq) + Cu2+(aq) →Cu(OH)2(s) Et eristada erinevates agregaatolekutes olevaid ja lahustunud ühendeid, on korrektne märkida olek ühendi või iooni juurde. aq– ühend lahuses, s– tahke ühend või sade (vahel näidatakse ka noolega ↓), l– vedelik, g– gaas (vahel märgitakse ka noolega ↑). Oksüdatsiooniastmete muutusega kulgevad ehk redoksreaktsioonid Reaktsioone, mis on seotud elektronide üleminekuga ühelt aatomilt teisele,
ja omadused; atsiidokompleksid; hüdroksokomplekside saamine ja omadused; kompleksühendid, mis koosnevad komplekskatioonist ja kompleksanioonist; tuntumaid kompleksioonidele iseloomulikke reaktsioone(anioonide ja katioonide tõestamine lahuses); komplekside püsivus. 2. Töövahendid: Katseklaasid, elektripliit 3. Kompleksühendid Kompleksühend koosneb tsentraalaatomist kompleksimoodustajast ja mille ümber on koordineerunud kas neutraalsed molekulid, aatomid või ioonid, milliseid kõiki nimetatakse ligandideks. Tsentraalaatom koos ligandidega moodustavad kompleksühendi sisesfääri. Ligandide arv on määratud kompleksimoodustaja koordinatsiooniarvuga, millised on tavaliselt 2...6. Seejuures ühe ja sama elemendi aatomid võivad omada erinevaid koordinatsiooniarve sõltuvalt oksüdatsiooniastmest. Kompleksühendi välissfääri võivad moodustada positiivse laenguga ioonid juhul, kui
Sissejuhatus Et eristada erinevates agregaatolekutes olevaid ja lahustunud ühendeid, on korrektne märkida olek ühendi või iooni juurde. aq – ühend lahuses, s – tahke ühend või sade (vahel näidatakse ka noolega ↓), l – vedelik, g – gaas (vahel märgitakse ka noolega ↑). Ioonvõrrandite kirjutamisel jälgida järgmisi reegleid: lahku võib kirjutada kõik tugevad elektrolüüdid vasakul ja paremal pool korduvad ioonid jäetakse võrrandist välja (taandataks) kokku jäetakse o gaasid jt mitte dissotsieeruvad ühendid (CO2, NH3, SO2, MnO2 jt) o vähelahustuvad ühendid (BaSO4, AgCl, Cu(OH)2 jt) o vesi H2O ning muud vähe dissotsieeruvad ühendid (H2S, HCN, HF, NH3 ⋅ H2O, CH3COOH jt) o kompleksioonid ([Ag(NH3)2]+, [Al(OH)6]3– jt) laengute summa võrrandi vasakul pool peab võrduma laengute
Hüdrolüüs: Katse 4. Võtta ühte katseklaasi 1 ml Al2(SO4)3 lahust, teise sama palju Na2CO3 lahust. Hinnata lahuste pH-d indikaatoritega (lisada 2...3 tilka). Al3+ + H20 = AlOH2+ + H+ CO32- + H20 = HCO3- + OH- Al2(SO4)3 metüülpunase lisamisel muutus lahus punaseks. Na 2CO3 fenoolftaleiini lisamisel muutus lahus lillakas-roosaks. Metüülpunase pöördeala on ph 4,2...6,3; järelikulr on lahuse pH 4,2. Lahus on happeline st lahuses on ülekaalus H+ ioonid. Fenoolftaleiini lisamisel muutus lahus lillakas-roosaks st. pH 9,9; järelikult on aluseline keskkond, sest ülekaalus on OH- ioonid. Anda selgitus, miks nende soolade vesilahused ei oleneutraalse reaktsiooniga. Soolade vesilahused ei ole neutraalse reaktsiooniga, kuna Al2(SO4)3 soolas on koos nõrk metall ja tugeva happe anioon ning Na2CO3 soolas on tugev metall ja nõrga happe anioon. Gaasi teke: Katse 5. CO32 ioone sisaldavale lahusele (1..
Hüdrolüüs: Katse 4. Võtta ühte katseklaasi 1 ml Al2(SO4)3 lahust, teise sama palju Na2CO3 lahust. Hinnata lahuste pH-d indikaatoritega (lisada 2...3 tilka). Al3+ + H20 = AlOH2+ + H+ CO32- + H20 = HCO3- + OH- Al2(SO4)3 lisamisel metüülpunast muutus lahus punakseks. Na2CO3 ff-i lisamisel muutus lahus lillaks. Metüülpunase pöördeala on ph 4,2...6,3; järelikulr on lahuse pH 4,2. Lahus on happeline st lahuses on ülekaalus H+ ioonid. Ff lisamisel muutus lahus likkaks st pH 9,9; järelikult on aluseline keskkond, sest ülekaalus on OH- ioonid. Gaasi teke: Katse 5. CO32 ioone sisaldavale lahusele (1...2 ml) lisada mõni tilk indikaatori fenoolftaleiini lahust. Millise reaktsiooniga (happeline, aluseline) on lahus? Miks? Lisada tilkhaaval 1 M HCl vesilahust. Miks muudab indikaator värvust? Kas soolhappe lisamisel on näha eralduva gaasi mullikesi? Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H20
Siia alla kuulub ka vee kui nõrga elektrolüüdi teke · Hüdrolüüsiprotsessid (soola moodustavate ioonide vastastiktoime veega), mis kulgevad väheses ulatuses, kuid põhjustavad soolalahuste pH erinevusi · Kompleksühendi teke. Kompleksühendid on keemilised ühendid, mille kristallvõres või lahuses esinevad liitosakesed kompleksioonid, mis koosnevad tsentraalaatomist (siin näites Cu) ja sellega seotud ligandidest (aatomid, ioonid või molekulid, siin näites NH3 molekulid). Kompleksioonid on üldjuhul lahustes väga püsivad. Redoksreaktsioonid - reaktsioonid, mis on seotud elektronide üleminekuga ühelt aatomilt teisele. Redutseerija Aine või ioon, mille koostises olevad aatomid loovutavad elektrone, aine ise seejuures oksüdeerub (tema oksüdatsiooniaste kasvab). Oksüdeerija Aine või ioon, mis seob elektrone, aine ise seejuures redutseerub (tema oksüdatsiooniaste kahaneb)
EKSPERIMENTAALNE TÖÖ Kaksiksoola ja kompleksühendi dissotsiatsioon 1.1 Kolme katseklaasi valada ~2 mL FeNH4(SO4)2 lahust. a) ühte katseklaasi lisada tilkhaaval 1 M H2SO4 lahust kuni FeNH4(SO4)2 hüdrolüüsist tingitud punakas-pruuni värvuse kadumiseni. Seejärel lisada mõned tilgad NH4SCN lahust. Kui lahuses on Fe3+ ioone värvub lahus tekkiva [Fe(SCN)]2+ tõttu punaseks. Lahus värvus punaseks, seega Fe3+ ioonid olid olemas. Fe3+ + NH4SCN[Fe(SCN)]2+ + NH4+ b) teise katseklaasi lisada mõned tilgad konts. NaOH lahust ja soojendada. Kui lahuses on NH4+ ioone, on tunda eralduva ammoniaagi lõhna. NH4+ + NaOH NH3 + H2O + Na+ c) kolmandasse katseklaasi lisada 0,5-1 mL BaCl lahust. Kui lahuses on SO42 ioone, tekib rasklahustuva BaSO4 sade. Tekkis sade, seega SO42 ioonid olid olemas. SO42- + BaClBaSO4 + 2 Cl- FeNH4(SO4)2- Fe3+ + NH4+ + 2 SO42- 1.2 Võtta kahte katseklaasi ~2 mL K3[Fe(CN)6] lahust
Töö eesmärk Elektrolüütide lahustes toimuvate reaktsioonide kulgemise peamiste põhjuste selgitamine, reaktsioonivõrrandite kirjutamine molekulaarsel ja ioon-molekulaarsel kujul, redoksreaktsioonide võrrandite tasakaalustamine. Sissejuhatus Reaktsioonivõrrandeid võib esitada kahel viisil – molekulaarkujul ja ioonvõrrandina. Molekulaarkujul võrrandis kajastuvad vaid ühendid 2NaOH (aq) + CuSO4 (aq)→ Cu(OH)2(s) + Na2SO4 (aq) Täpsemini kirjeldab toimuvat ioonvõrrand, sest elektrolüüdid on vesilahuses jagunenud ioonideks ja osa ioone mingisse vastastiktoimesse ei astu (selles näites SO42+ ja Na+). Sama reaktsioon ioonvõrrandina 2OH- (aq) + Cu2+ (aq) → Cu(OH)2(s) Oksüdatsiooniastmete muutuseta kulgevad reaktsioonid Kulgemise peamised põhjused 1. Sademe (vähelahustuva ühendi) teke 2. Gaasi teke (CO2 karbonaatidest, H2S sulfiididest, NH3 kuumutamisel ammooniumisooladest)
(tema oksüdatsiooniaste kahaneb). Ainult redutseerija ja oksüdeerija olemasolu korral ühel ajal ühes ja samas süsteemis (näiteks katseklaasis), loob võimaluse redoksreaktsiooni toimumiseks. Lihtsad ja enam levinud redoksreaktsioonid on põlemine ja metallide reageerimine hapetega. Kompleksühendid on keemilised ühendid, mille kristallvõres või lahuses esinevad liitosakesed kompleksioonid, mis koosnevad tsentraalaatomist (siin näites Cu) ja sellega seotud ligandidest (aatomid, ioonid või molekulid, siin näites NH3 molekulid). Kompleksioonid on üldjuhul lahustes väga püsivad. Reaktsioonivõrrandeid võib esitada kahel viisil molekulaarkujul ja ioonvõrrandina. Molekulaarkujul võrrandis kajastuvad vaid ühendid 2NaOH(aq) + CuSO4(aq) Cu(OH)2(s) + Na2SO4(aq) Täpsemini kirjeldab toimuvat ioonvõrrand, sest elektrolüüdid on vesilahuses jagunenud ioonideks ja osa ioone mingisse vastastiktoimesse ei astu (selles näites SO42 ja Na+). Sama reaktsioon ioonvõrrandina
Hüdrolüüs: Katse 4. Võtta ühte katseklaasi 1 ml Al2(SO4)3 lahust, teise sama palju Na2CO3 lahust. Hinnata lahuste pH-d indikaatoritega (lisada 2...3 tilka). Al3+ + H20 = AlOH2+ + H+ CO32- + H20 = HCO3- + OH- Al2(SO4)3 lisamisel metüülpunast muutus lahus punakseks. Na2CO3 ff-i lisamisel muutus lahus lillaks. Metüülpunase pöördeala on ph 4,2...6,3, lahuse pH on seega ligikaudu 4,2. Lahus on happeline st lahuses on ülekaalus H+ ioonid. Ff lisamisel Na2CO3-le muutus lahus punaseks, pH 9,9; seega on lahuses aluseline keskkond, sest ülekaalus on OH- ioonid. Gaasi teke: Katse 5. CO32 ioone sisaldavale lahusele (1...2 ml) lisada mõni tilk indikaatori fenoolftaleiini lahust. Millise reaktsiooniga (happeline, aluseline) on lahus? Miks? Lisada tilkhaaval 1 M HCl vesilahust. Miks muudab indikaator värvust? Kas soolhappe lisamisel on näha eralduva gaasi mullikesi? Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H20
Graafik: Alari Allika pedl-2 092126 Järeldus:Kuna antud katsel oli mõlemaid lahuseid üks kogus ning nende protsent( 2 % toim.) oli sama, siis mängis hägu tekkimisel rolli vee temperatuur.Mida kõrgem oli temperatuur,seda kiiremini nägi hägu tekkimist katseklaasis.Võiks öelda, et isegi vee temperatuuri tõustes iga 10 C kohta , kiirenes reaktsioon poole võrra.Vigu võis põhjustada see, et hägu tekkimise vaatlus on küllaltki ebatäpne.Ei osanud panna kella kinni ühel kindlal hägu tekkimise staadiumis, tänu sellele tekkisid väikesed nihked. Töö nr. 4- Keemiline tasakaal Töö eesmärk: Ainete konsentratsiooni muutuse toime keemilisele tasakaalule, Pöörduva reaktsiooni näitena vaatleme reaktsiooni raud(III)kloriidi ja ammooniumtiosüanaadi vahel: FeCl3 + NH4SCN <=> [FeNCS]Cl2 + NH4Cl
Töövahendid: Keeduklaas, [Cu(NH3)4]2+,NaOH lahus, Na2S lahus Arvutused: 1. [Cu(NH3)4] + NaOH = Cu(OH)2 + Na + NH3 – Lahus muutus siniseks 2. Cu(NH3)4 + 2 Na2S = CuS2 + 4 NaNH3 – Tekkis must sade Järeldus: Sade tekkis Cu(NH3)4 reageerimisel Na2S lahusega ning mitte NaOH lahusega, kuna tekkis kompleksühend. 1.2 TÖÖ 13 – REDOKSREAKTSIOONID 1.2.1 Katse 1 – Raua oksüdatsioon Töö käik: Katseklaasi võeti 20 tilka 0,5 M CuSO4 lahust ja asetati sinna 3-5 minutiks eelnevalt liivapaberiga korrosioonikihist puhastatud raudnael. Katse vahendid: CuSO4 lahus, liivapaber, katseklaas, raudnael Arvutused: CuSO4 + Fe = FeSO4+ Cu; Fe0 - 2e = Fe2 Cu + 2e=Cu0 Järeldus: Raud nael oksüdeerus kiiresti ehk läks rooste. 1.2.2 Katse 2C Töö eesmärk: Jodiidioonide oksüdatsioon Töö vahendid: TAP pesa, KL lahus, tärklise lahus, HCL lahus, H2O2 lahus
Ühte lisati NaOH lahust ja teise Na2S lahust. Töövahendid: Keeduklaas, [Cu(NH3)4]2+,NaOH lahus, Na2S lahus Arvutused: 1. [Cu(NH3)4] + NaOH = Cu(OH)2 + Na + NH3 Lahus muutus siniseks 2. Cu(NH3)4 + 2 Na2S = CuS2 + 4 NaNH3 Tekkis must sade Järeldus: Sade tekkis Cu(NH3)4 reageerimisel Na2S lahusega ning mitte NaOH lahusega, kuna tekkis kompleksühend. 1.2 TÖÖ 13 REDOKSREAKTSIOONID 1.2.1 Katse 1 Raua oksüdatsioon Töö käik: Katseklaasi võeti 20 tilka 0,5 M CuSO4 lahust ja asetati sinna 3-5 minutiks eelnevalt liivapaberiga korrosioonikihist puhastatud raudnael. Katse vahendid: CuSO4 lahus, liivapaber, katseklaas, raudnael Arvutused: CuSO4 + Fe = FeSO4+ Cu; Fe0 - 2e = Fe2 Cu + 2e=Cu0 Järeldus: Raud nael oksüdeerus kiiresti ehk läks rooste. 1.2.2 Katse 2C Töö eesmärk: Jodiidioonide oksüdatsioon Töö vahendid: TAP pesa, KL lahus, tärklise lahus, HCL lahus, H2O2 lahus
annaabi.ee 
