REŠITVE LABORATORIJSKE VAJE ZA KEMIJO V GIMNAZIJI. Marjeta Prašnikar

Transcript

1 REŠITVE LABORATORIJSKE VAJE ZA KEMIJO V GIMNAZIJI Andrej Nika Cebin Godec Manica Ivan Perdan Leban - Ocepek Marjeta Prašnikar

2 2 Rešitve VARNO EKSPERIMENTALNO DELO Kemija je eksperimentalna veda (str. 8) 1. 50,0 ml vode odmerimo z merilnim valjem, na tehtnici pa natehtamo 10,0 g soli. Hkrati se tudi naučimo, kako se pri tehtanju upošteva taro. 2. steklovina, železnina in preproste laboratorijske aparature 3. filtracija, destilacija, dekantiranje, flotacija, magnetna separacija, ekstrakcija, sušenje, kristalizacija, centrifugiranje, adsorpcija, sejanje, sedimentacija, kromatografija Varno delo v šolskem laboratoriju (str. 12) 1. Glejte učbenik, str. 10, / 3. Varnostne liste najdete na spletu. 4. Takoj je treba poklicati učitelja in izprati z veliko količino tekoče hladne vode in, če je potrebno, takoj poklicati zdravnika. 5. / Osnove toksikologije (str. 14) 1. Odmerek (doza) lahko loči zdravilo od strupa. Vse kemikalije so torej lahko strupene. Tudi vsa zdravila so lahko zelo strupena, če pri njihovem jemanju ne upoštevamo navodil zdravnika ali farmacevta. 2. Delo s strupenimi plini opravljamo v digestoriju z dobro delujočim prezračevalnim sistemom. 3. Izrabljeni baterijski vložki lahko vsebujejo nekatere težke kovine in jih moramo obravnavati kot nevaren odpadek ter jih ločeno zbirati. DELCI SNOVI Zgradba atoma (str. 17) 1. proton, nevtron in elektron 2. elektron 3. Naboj protona je pozitiven, p +, naboj nevtrona je nič, nº, naboj elektrona pa negativen, e. Vrstno in masno število (str. 24) 1. vrstno število = število protonov = število elektronov masno število = število protonov + število elektronov

3 Delci snovi Mg: 12 protonov, 12 elektronov, 14 nevtronov Cu: 29 p +, 29 e, 34 nº U: 92 p +, 92 e, 146 nº U; ima več protonov. Koliko tehtajo atomi? (str. 26) 1. A r (O) = 16,0; M r (O 2 ) = 32,0 3. M r (NH 3 ) = 17,0; M r (C 12 H 22 O 11 ) = M r (MgCl 2 ) = 95,3; M r (CaO) = 56,1; M r (LiCl) = 42,4 Elektronska ovojnica (str. 28) 1. Be 1s 2 2s 2 P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 Ca 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 2. Berilij ima dva valenčna elektrona v drugi lupini, fosfor ima pet valenčnih elektronov v tretji lupini, kalcij pa ima dva valenčna elektrona v četrti lupini. 3. V atomu z vrstnim številom 9 so elektroni razvrščeni v dve lupini (sedem elektronov v zunanji lupini), v atomu z vrstnim številom 14 pa v tri lupine (štirje elektroni v zunanji lupini). Lupine so sestavljene iz orbital (str. 33) 1. s, p, d, f 2. Orbitala s ima obliko krogle. Orbitale p so usmerjene v prostoru v smeri osi x, y in z. 3. prva lupina: s; druga lupina: s, p; tretja lupina: s, p, d 4. B 1s 2 2s 2 2p x 1 ; P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p x 1 3p y 1 3p z 1

4 4 Rešitve 5. Al: 1s 2 2s 2 2p 2 x 2p 2 y 2p 2 z 3s 2 3p 1 ; [Ne] 3s 2 3p 1 K: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 ; [Ar] 4s 1 Ni: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 8 ; [Ar] 4s 2 3d 8 Br: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5 ; [Ar] 4s 2 3d 10 4p 5 Periodni sistem elementov (str. 36) tri 3. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 4. s-blok: Li, Na, Mg; p-blok: C, O, P; d-blok: Cu, Ag, Pt 5. vrstno število 7, N: 1s 2 2s 2 2p 3 ; p-blok vrstno število 12, Mg: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ; s-blok perioda, III. skupina B; 3. perioda, V. skupina P; 3. perioda, VIII. skupina Ar Nastanek ionov (str. 40) 1. kalijev ion K 1e K + [Ar] 4s 1 1e [Ar] 3. Mg 2e Mg 2+ [Ne] 3s 2 2e [Ne] (12p +, 12e ) (12p +, 10e ) Al 3e Al 3+ [Ne] 3s 2 3p 1 3e [Ne] (13p +, 13e ) (13p +, 10e ) N 5e N 5+ 1s 2 2s 2 2p 3 5e 1s 2 (7p +, 7e ) (7p +, 2e ) N +3e N 3 1s 2 2s 2 2p 3 +3e 1s 2 2s 2 2p 6 (7p +, 7e ) (7p +, 10e )

5 5 4. S 2 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 S 6+ 1s 2 2s 2 2p 6 5. Kation je manjši, anion pa večji od nevtralnega atoma. 6. Po skupini se veča, po periodi se tudi veča. Ionizacijska energija (str. 43) 1. Pri natriju. 2. He, Ne, Ar, Kr, Xe ioni POVEZOVANJE DELCEV Kako so gradniki med seboj povezani (str. 49) 1. V kuhinji lahko najdete kuhinjsko sol natrijev klorid, NaCl, sladkor saharozo, C 12 H 22 O 11, sodo bikarbono natrijev hidrogenkarbonat, NaHCO 3, varekino natrijev klorat(i), NaClO, kis ocetno kislino, CH 3 COOH. 2. Podatke lahko najdete v učbeniku, str Naš narodni junak Martin Krpan naj bi tihotapil angleško sol. Vendar so formule, ki so jih pripisali angleški soli, zelo različne: kuhinjska sol benečanskega ali avstrijskega izvora, NaCl, soliter kot del smodnika, KNO 3, ali odvajalo MgSO 4 7H 2 O. Vendar je v angleščini velika razlika med izrazoma»english salt«in»salt of England«, ki ju mi preprosto prevajamo kot»angleška sol«.»english salt«je odvajalo MgSO 4 7H 2 O, povezano z mestom Epsom,»salt of England«pa je amonijev karbonat (NH 4 ) 2 CO 3, ki se uporablja predvsem kot dišeča sol. 4. Za pravilno delovanje žleze ščitnice soli dodajajo natrijev jodid, NaI. Da bi morska sol ostala sipka, ji dodajajo kalijev heksacianoferat(ii), K 4 [Fe(CN) 6 ]. Na embalaži je to označeno z E 536. Ionska vez (str. 53) 1. Kalcijev atom zaradi nizke ionizacijske energije odda dva elektrona, ki ju sprejmeta dva fluorova atoma. Nastanejo kalcijev kation Ca 2+ z elektronsko konfiguracijo žlahtnega plina argona ter dva fluoridna aniona F z elektronsko konfiguracijo žlahtnega plina neona. Ioni se nato v kristalu uredijo, kot je prikazano na sliki v učbeniku, str. 52. Formula kalcijevega fluorida je CaF 2 ali CaF 8/4. 2. / 3. Če bi izmerili prevodnost raztopine, bi raztopina prevajala električni tok zaradi prisotnosti ionov. 4. Koordinacijsko število v natrijevem kloridu, NaCl, je 6. Okoli vsakega iona Fe 2+ je šest ionov S 2 2 in obratno, okoli vsakega iona S 2 2 je šest ionov Fe 2+. Kristali FeS 2 so kockaste oblike, podobni so kristalom NaCl.

6 6 Rešitve 5. Geometrijski liki štiri oglišča: kvadrat, pravokotnik; šest oglišč: šesterokotnik; osem oglišč: osemkotnik. Geometrijska telesa štiri oglišča: tetraeder (4 ploskve); šest oglišč: oktaeder (8 ploskev); osem oglišč: kocka (6 ploskev). Kovalentna vez (str. 59) 1. Ca 2+ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 0 Ca 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 S 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 S 2 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 Br 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 Br 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5 *2. V molekulah N 2 in O 2 je poleg čelnega prekrivanja atomskih orbital (σ-vez) možno tudi bočno prekrivanje orbital (π-vez). Atomi fosforja in žvepla pa so precej večji in do bočnega prekrivanja ne more priti. Zato se atomi fosforja in žvepla med seboj povezujejo le s σ-vezmi v molekule P 4 in S 8. *3. infrardeča spektroskopija, nuklearna magnetna resonanca in rentgenska difrakcija na kristalih Polarnost in elektronegativnost (str. 62) 1. kalcijev fluorid in natrijev fluorid: prisotna je ionska vez; tetraklorometan: prevladuje kovalentna vez 2. N F, H O, C F in C F 3. Natrijev kation, Na +, je manjši od natrijevega atoma, ker je atom izgubil zunanji elektron. Kloridni ion, Cl, je večji od klorovega atoma zaradi dodatnega elektrona. Vrstni red velikosti vodikovih ionov od največjega proti najmanjšemu pa je naslednji: H, H, H Snov Formula Tip kemijske vezi Osnovni gradniki voda H 2 O kovalentna atomi kalijev klorid KCl ionska ioni K + in Cl žveplo S 8 kovalentna atomi kalcijev fluorid CaF 2 ionska ioni Ca 2+ in F tetraklorometan CCl 4 kovalentna atomi amonijak NH 3 kovalentna atomi diamant C kovalentna atomi 5. CaO ionska vez CCl 4 kovalentna vez GaF 3 ionska vez NBr 3 kovalentna vez

7 Povezovanje delcev 7 Vpliv valenčnih elektronskih parov na zgradbo molekul (str. 65) 1. BeBr 2 (linearna), SF 6 (oktaeder), CO 2 (linearna) 2. Molekula AsF 3 je piramidalna in zato polarna, molekula AsF 5 pa je trigonalno bipiramidalna in nepolarna. *3. BrF 5 trigonalna bipiramida, SF 4 gugalnica, ClF 3 oblika črke T, NF 3 piramidalna, XeF 2 linearna *4. Centralni atom je kisik s šestimi ( ) zunanjimi elektroni, trije vodikovi atomi s tremi ( ) elektroni. Ker je naboj 1 +, je bilanca elektronov naslednja: = 8 elektronov, ki se razporedijo v 3 vezne elektronske pare in 1 nevezni elektronski par. Ion H 3 O + je po obliki podoben molekuli amonijaka, NH 3. *5. Metoda VSEPR določi obliko tetraedra: = 8 elektronov. Kovinska vez (str. 66) 1. Samorodne kovine v naravi so v večjih množinah samo zlato, srebro in baker. V manjših množinah pa tudi: Bi, Cd, Cr, In, Fe, Ni, Te, Sn, Ti, Zn, Hg, Pb, Pt, Ir, Os, Pd, Rh in Ru. Zlatonosni reki v Sloveniji sta Drava in Mura. *2. V Sloveniji je imelo tradicijo železarstvo (Jesenice, Ravne, Štore) ter pridobivanje cinka in svinca (Mežica). Fužine se je imenoval obrat za predelavo železove rude. Ljubljanski grad Fužine je bil postavljen kot utrdba za varovanje fužin na Ljubljanici. Znana je tudi Stara fužina v Bohinjskem kotu. *3. Nekaj nekdanjih rudnikov z železovo rudo v Sloveniji: Savske jame, Ratitovec, Rudno polje, Lepena, Sorica, živosrebrno rudo pa so pridobivali v Idriji, Lajbu v Podljubeljski dolini in Litiji. *4. Poenostavljene reakcije za pridobivanje železa iz železovega oksida s koksom: 2C + O 2 2CO Fe 2 O 3 + 3CO 2Fe + 3CO 2 Fe 3 O 4 + 4CO 3Fe + 4CO 2 5. Najbolj razširjene kovine v Zemljini skorji so: aluminij, železo, kalcij, natrij, kalij, magnezij, titan in mangan. 6. / *7. V rudi je rudnina in različna množina jalovine. Rudnina (mineral) ima točno določeno kemijsko sestavo. Molekulske vezi (str. 68) 1. Gostota vode pri 4 C je 1,000 g/ml, gostota ledu pa 0,917 g/ml. Ker ima led manjšo gostoto kot voda, plava na vodi. *2. Molekule SO 2 so polarne, molekule O 2 pa nepolarne. Zato se z nižanjem temperature in povečanim tlakom SO 2 mnogo hitreje utekočini (orientacijske sile) kot pa O 2 (disperzijske sile). Vrelišče SO 2 je pri 10 C, vrelišče O 2 pa pri 183 C.

8 8 Rešitve *3. Element Vrstno število Tališče [ C] Vrelišče[ C] Fluor, F Klor, Cl Brom, Br ,3 59 Jod, I Molekule halogenih elementov so nepolarne. Vendar imajo molekule joda mnogo večje število elektronov (106 elektronov) in tako večjo zmožnost tvorjenja trenutnih dipolov kot molekule fluora (18 elektronov). Disperzijske sile pri jodu so bolj izražene kot pri fluoru. Vodikova vez (str. 69) 1. Tako voda, H 2 O, kot etanol, C 2 H 5 OH, imata polarni skupini OH. 2. V koncentrirani raztopini so dimerne molekule (CH 3 COOH) 2 povezane z vodikovo vezjo, v razredčeni kislini CH 3 COOH pa so poleg molekul CH 3 COOH prisotni tudi ioni H 3 O + in CH 3 COO. Prisotnost ionov omogoča prevodnost raztopine. 3. Relativna jakost kemijskih vezi je od najmočnejše proti najšibkejši naslednja: ionska vez, kovalentna vez, vodikova vez, medmolekulske vezi. 4. Molekula vode lahko tvori štiri vodikove vezi, molekula vodikovega fluorida pa le dve. Zato molekule vode težje prehajajo iz tekoče v parno fazo. Medmolekulske sile in topnost (str. 70) 1. Molekula sladkorja (saharoza, C 12 H 22 O 11 ) ima večje število polarnih skupin OH, kar omogoča dobro topnost v vodi (orientacijske sile, vodikova vez). Nepolarna molekula joda, I 2, pa se v vodi zelo slabo topi, kar je posledica šibkih indukcijskih sil med nepolarnimi molekulami joda in polarnimi molekulami vode. *2. Vodo lahko deioniziramo z ionskimi izmenjevalci. Če vodo segrevamo, se izloči vodni kamen voda se»zmehča«. Ustrezna reakcija je naslednja: Ca(HCO 3 ) 2 (aq) CaCO 3 (s) + H 2 O(l) + CO 2 (g) Različni šamponi, peneče kopeli in tekočine za pomivanje posode pa vsebujejo natrijeve tripolifosfate, Na 5 P 3 O 10, ki se vežejo s kalcijevimi ioni, Ca 2+, v stabilne, vendar topne kemijske spojine, ki se odplavijo v odtoke. Tako se znebimo kalcijevih ionov iz vode in vodo zmehčamo. 3. indukcijske medmolekulske sile *4. V nekaterih pomivalnih strojih je ionski izmenjevalec s splošno formulo Na R. Kalcijevi ioni, Ca 2+, ki so v trdi vodi, se nanj vežejo po enačbi: Ca 2+ (aq) + 2(Na R)(s) Ca R 2 (s) + 2Na + (aq) Ko je ionski izmenjevalec izrabljen (ko ne more več vezati kalcijevih ionov), ga regeneriramo z dodatkom natrijevega klorida, NaCl(s). Natrijevi ioni zamenjajo kalcijeve. 2Na + (aq) + Ca R 2 (s) 2(Na R)(s) + Ca 2+ (aq)

9 9 Kristali (str. 74) 1. dvanajst 2. V kristalu so gradniki (ioni, atomi, molekule, večje molekule) pravilno razporejeni v vseh treh razsežnostih. Po navadi se majhna enota (osnovna celica) periodično ponavlja v treh razsežnostih. 3. Talijev(I) jodid kristalizira v CsCl-strukturnem tipu. Okoli talijevega kationa, Tl +, je razvrščenih osem jodidnih anionov, I, v ogliščih kocke. Hkrati je okoli vsakega jodidnega aniona na podoben način razvrščeno tudi osem talijevih kationov. 4. / *5.»Zelena kemija«zagovarja in uvaja take postopke in sinteze, ki imajo čim manjši vpliv na okolje, so energetsko nepotratne in kot celota tudi čim bolj ekonomsko upravičene. Obstaja dvanajst osnovnih načel zelene kemije. Oglejte si jih na spletu. Poimenovanje binarnih spojin (str. 76) 1. NaBr, CaCl 2, P 2 O 3 ali P 4 O 6, K 2 S 2. SiH 4 silicijev tetrahidrid, silicijev(iv) hidrid, silan SiO 2 silicijev dioksid, silicijev(iv) oksid AlCl 3 aluminijev triklorid, aluminijev(iii) klorid PbO 2 svinčev dioksid, svinčev(iv) oksid *3. NH 3, NH 4 Cl, HgCl 2, Hg 2 Cl 2, Al 2 O 3 SIMBOLNI ZAPIS IN MNOŽINA SNOVI Zapis kemijske reakcije (str. 79) 1. Število atomov na levi je enako številu atomov na desni strani enačbe. 2. H 2 (g) + Cl 2 (g) 2HCl(g) Mol snovi in molska masa (str. 83) 1. M(Ar) = 39,9 g/mol, M(Cl 2 ) = 71,0 g/mol, M(H 2 S) = 34,1 g/mol, M(CaSO 4 ) = 136 g/mol, M(C 3 H 8 ) = 44,1 g/mol, M(CH 3 COCH 3 ) = 58,1 g/mol 2. 15, ,5 mol 4. 17,0 g/mol 5. 12, kationov in 12, anionov

10 10 Rešitve Masni delež elementov v spojini (str. 86) 1. H 2 O: w(o) = 0,889; CO 2 : w(o) = 0,727; Na 2 SO 4 : w(o) = 0,450; KClO 3 : w(o) = 0,392; največji je v vodi. 2. etanol, C 2 H 5 OH 3. w(na) = 0,43, w(c) = 0,11, w(o) = 0,46; največji je masni delež kisika. Opomba: Pri nalogi je v učbeniku napačno zapisana formula, pravilna je Na 2 CO 3. Mol v kemijski reakciji (str. 89) g 2. CH 4 (g) + 2O 2 (g) CO 2 (g) + 2H 2 O(l) Pri gorenju 5 ton metana nastane 13,8 ton ogljikovega dioksida, porabi pa se 10 ton plina kisika. 3. CaC 2 (s) + 2H 2 O(l) Ca(OH) 2 (s) + C 2 H 2 (g) Potrebujemo 24,7 kg CaC 2. Molska prostornina plina (str. 92) 1. 74,4 L Plini (str. 96) L ,3 bar; pri 80 C je tlak 1039,7 bara, tako da se tlak poveča za 154,4 bara ,4 L/mol * kg CO 2 Gostota plinov (str. 98) 1. 0,0815 g/l 2. Razmerje gostot je enako razmerju molskih mas pri enakih pogojih; 1,98-krat. 3. 1,16 g/l KEMIJSKA REAKCIJA KOT SNOVNA IN ENERGIJSKA SPREMEMBA Energija v procesih (str. 103) 1. Vroč kostanj sistem; pest in preostali prostor okolica; toplota teče iz sistema v okolico. 2. Planet sistem; Zemljina atmosfera in naprej okolica. 3. Temperatura okolice se poviša.

11 Kemijska reakcija kot snovna in energijska sprememba 11 Sprememba entalpije (str. 105) 1. Oksidacija (eksotermna reakcija); fotosinteza (endotermna reakcija). 2. endotermen 3. Kemijske reakcije in sprememba entalpije (str. 108) 1. p = 100 kpa, T je običajno 25 C kj, 788 kj in 1082 kj * kj/kg (premog); kj/kg (metan) Standardna tvorbena entalpija (str. 111) 1. / *2. ΔH º r = 1,895 kj/mol; eksotermen 3. Metan: ΔH º r = 891,2 kj/mol; etan: ΔH º r = 1561 kj/mol. Za etan je višja, ker ima ta več ogljikovih atomov. *4. H 2 (g) + ½O 2 (g) H 2 O(l) ΔH º r = 286 kj 2H 2 (g) + O 2 (g) 2H 2 O(l) ΔH º r = 572 kj V drugem primeru je dvakrat višja, ker nastaneta dva mola vode. Fizikalni procesi (str. 113) 1. taljenje, izparevanje kj 3. 12,02 kj 4. 3,49 mol C 2 H 5 OH

12 12 Rešitve ALKALIJSKE KOVINE IN HALOGENI Kemijske in fizikalne lastnosti alkalijskih kovin in halogenov (str. 122) 1. Tudi»sladka voda«vsebuje nekaj natrijevih, Na +, in kloridnih ionov, Cl. Oglejte si nalepke na steklenicah z vodo. Reke odtekajo v morja, kjer se sol, NaCl, nabira z drugo besedo akumulira. 2. Sečovlje, Strunjan, Pag, Pelješac, Nin *3. Polieten zgori s kisikom v vodo in ogljikov dioksid, vrečke iz PVC-ja pa vsebujejo element klor in pri gorenju lahko nastane strupena kloroorganska spojina dioksin. (C 2 H 4 ) n + 3n(O 2 ) 2n(CO 2 ) + 2n(H 2 O) *4. Uporaba alumosilikatov zeolitov je zelo raznovrstna: ionski izmenjevalci, molekularna sita, katalizatorji, absorbenti radioaktivnih elementov, hidrogeniranje rastlinskih olj, dodatki pralnim praškom kot mehčalci vode Reakcije alkalijskih kovin z vodo, kisikom in halogeni (str. 126) 1. Hidroksiapatit, Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH), vsebuje hidroksidno skupino OH, s katero lahko reagira jabolčna kislina. Jabolčna kislina je šibka organska hidroksibutandiojska kislina z bruto formulo C 4 H 6 O 5, njene soli so malati. 2. 2Na + O 2 Na 2 O 2 6Na + N 2 2Na 3 N 3. Tališča halogenidov [ C] LiF 848 NaF 993 KF 860 LiCl 610 NaCl 804 KCl 773 LiBr 552 NaBr 755 KBr 730 LiI 469 NaI 651 KI 680 Tališča litijevih, natrijevih in kalijevih halogenidov po skupinah padajo, trdni amonijevi halogenidi pa pri segrevanju sublimirajo ali razpadejo.

13 Alkalijske kovine in halogeni 13 Vodikovi halogenidi (str. 129) 1. Li 2 CO 3 (s) + 2HCl(aq) 2LiCl(aq) + CO 2 (g) + H 2 O(l) *2. 2Li(s) + 2H 2 O(l) 2LiOH(aq) + H 2 (g) Zaradi nastalega litijevega hidroksida se raztopina obarva rdeče. Če dodamo v nastalo raztopino ustrezno množino kisline, se bo raztopina razbarvala. *3. Različni encimi (biokemijski katalizatorji) delujejo v različnih okoljih; v ustih je bazična reakcija, v želodcu pa kisla. Pogoste spojine alkalijskih elementov (str. 132) 1. Pri segrevanju (pri peki) natrijev hidrogenkarbonat, NaHCO 3, razpade v nestrupen natrijev karbonat, Na 2 CO 3, vodno paro in ogljikov dioksid, CO 2. Tako postane pecivo bolj rahlo zaradi vključkov plinastih produktov (nastanejo luknjice v pecivu). 2NaHCO 3 (s) Na 2 CO 3 (s) + H 2 O(g) + CO 2 (g) 2. Sodo, Na 2 CO 3, v industriji uporabljajo predvsem za proizvodnjo stekla in v industriji pralnih sredstev in mil. 3. Z drvmi iz gozdov so kurili peči za taljenje stekla. Tako ni bilo dodatnih transportnih stroškov za kurivo. 4. / 5. Vitamin C je šibka organska kislina (askorbinska kislina), ki jo lahko zapišemo kot Hask. Aspirin pa je acetilsalicilna kislina, ki jo poenostavljeno zapišemo Hasp. V eferveti je tudi natrijev hidrogenkarbonat, NaHCO 3. Reakciji sta naslednji: NaHCO 3 (s) + Hask(s) NaHCO 3 (s) + Hasp(s) Na + (aq) + ask (aq) + H 2 O(l) + CO 2 (g) Na + (aq) + asp (aq) + H2O(l) + CO 2 (g) Sestava raztopin (str. 137) 1. Raztopina je homogena zmes topljenca in topila. Topljenec je snov, ki se raztaplja v topilu. 2. Koncentracijo izražamo z masnim deležem topljenca v raztopini, z masno koncentracijo in z množinsko koncentracijo. 3. koncentrirane: kis za vlaganje, čistila, sadni sokovi, limonov sok razredčene: kis, limonada, fiziološka raztopina 4. / Masni delež (str. 140) 1. 0,0530 ali 5,30 % 2. 37,5 g KCl in 212,5 g H 2 O 3. a) Koncentracija raztopine se poveča na 0,198 ali 19,8 %. b) Koncentracija raztopine se zmanjša na 0,107 ali 10,7 %, raztopino razredčimo.

14 14 Rešitve 4. 0,0454 ali 4,54 % 5. Ob hkratnemu dodatku soli in vode je težko oceniti spremembo in jo moramo izračunati. Končna koncentracija je 0,0848 ali 8,48 %. Množinska in masna koncentracija raztopin (str. 145) 1. Potrebujemo 9,38 g natrijevega karbonata, Na 2 CO 3, in 365,6 ml vode. V 600-mililitrsko čašo natehtamo 9,38 g Na 2 CO 3 in z merilnim valjem dolijemo 365,6 ml destilirane vode ter dobro premešamo. 2. Modra galica, CuSO 4 5H 2 O, že vsebuje nekaj vode, ki jo moramo pri pripravi raztopine upoštevati. Potrebujemo 7,88 g CuSO 4, kar ustreza 12,32 g CuSO 4 5H 2 O. Tako potrebujemo samo še (250 12,32) = 237,7 g oz. ml vode. V 400-mililitrsko čašo natehtamo 12,32 g CuSO 4 5H 2 O, dolijemo z merilnim valjem 237,7 ml destilirane vode in dobro premešamo. 3. w(glukoze) = 0,133 oz. 13,3 % x(glukoze) = 0,0151 oz. 1,51 % 4. 13,3 g 5. Za pripravo 250 ml 0,235 M raztopine NaCl potrebujemo 3,44 g NaCl. Za pripravo potrebujemo merilno bučko (250 ml), tehtnico, suho čašo (50 ml), suh stekleni lij, stekleno palčko, izpiralko z destilirano vodo, termometer, kapalko. V čašo natehtamo 3,44 g NaCl in dolijemo toliko vode, da se vsa sol raztopi. Temperatura mora biti 20 C. V merilno bučko z lijem prelijemo raztopino in vsebino čaše dobro speremo z izpiralko tudi v merilno bučko. V bučko nato dolijemo destilirano vodo skoraj do oznake. Vsebino bučke dobro premešamo. S kapalko dodamo vodo do oznake. 6. BaCl 2 (aq) + H 2 SO 4 (aq) BaSO 4 (s) + 2HCl(aq) 33,3 ml 7. 0,0750 mol/l Preračunavanje koncentracij (str. 147) 1. 1,03 M NaCl 2. 7,31 g NaCl Opomba: Opis postopka je na str ,300 M NaOH 4. 1,49 M H 2 SO ,625 M NaOH 6. 0,421 g NaCl 7. 40,0 g/mol 8. Glejte učbenik, str *9. Ta podatek je pomemben, ko otrokom odmerjamo zdravilo. Po navadi so zdravilom že priložene plastične žličke z oznako prostornin.

15 Alkalijske kovine in halogeni 15 Vplivi na topnost snovi (str. 150) 1. Približno pri 22 C. 2. Topnost KNO 3 pri 60 C je 100 g KNO 3 /100 g H 2 O in pri 50 C 80,0 g KNO 3 /100 g H 2 O. Če ohladimo 200 g pri 60 C nasičene raztopine KNO 3 na 50 C, se izloči 20,0 g trdnega KNO Npr. 10,0-odstotna vodna raztopina NaCl vsebuje 10,0 g topljenca NaCl in 90,0 g topila H 2 O. Množina topljenca NaCl je 0,171 mol, množina topila je 5,000 mol. Skupna množina je 5,171. Množinska deleža NaCl in H 2 O sta 0,033 in 0,967. Vsota množinskih deležev (0, ,967) je 1, ,9 g soli/100 g H 2 O 5. V tabeli topnosti odčitamo topnost NaCl pri 20 C 36,5 g NaCl/100 g H 2 O. V 150 g 4,00-odstotne raztopine NaCl je 6 g NaCl in 144 g H 2 O. Ko vsujemo dodatnih 100 g soli, je soli skupno 106 g in 144 g H 2 O. Ker se v 100 g H 2 O lahko raztopi največ 36,5 g soli, se v 144 g H 2 O lahko raztopi največ 52,6 g soli, preostala sol ostane neraztopljena. Na dnu čaše navkljub mešanju ostane torej: ,6 = 53,4 g neraztopljene soli. *6. 33,3 t Proces hidratacije (str. 153) 1. Ob hidrataciji se sprošča toplota. Če bi vlili vodo v koncentrirano raztopino (to je zelo nevarno in tega ne poskušajte narediti!), bi se voda zaradi hidratacijske toplote takoj pregrela in hipoma izparela, kar bi povzročilo nekontroliran curek in pršec koncentrirane tekočine v okolje. 2. Voda, H 2 O; etanol, C 2 H 5 OH; metanol, CH 3 OH; dimetilsulfoksid, (CH 3 ) 2 SO. 3. Velja empirično pravilo»podobno se topi v podobnem«. Glejte tudi učbenik, str orientacijske, indukcijske, disperzijske 5. V vodi in etanolu se dobro topijo NaNO 3, C 12 H 22 O 11, zelo slabo pa S 8 in Br 2. V tetraklorometanu pa se dobro topijo S 8, Br 2, slabše pa NaNO 3 in C 12 H 22 O V kristalu KBr so prisotni kalijevi in bromidni ioni, K + in Br, ki jih polarne molekule vode iztrgajo iz kristala KBr. V raztopini so zato prisotni hidratirani kalijevi in bromidni ioni. V kristalu joda so prisotne nepolarne molekule I 2, ki jih z disperzijskimi silami potegnejo v raztopino nepolarne molekule ogljikovega disulfida, CS 2. V plinastem vodikovem bromidu so prisotne posamezne molekule HBr, ki jih polarne molekule vode obdajo in razdelijo na dva dela, H3O + (aq) in Br (aq). Poteče ionizacija. Pomen snovi, raztopljenih v vodi, za življenje (str. 155) *1. Po tabeli v učbeniku na str. 154 je topnost kisika, O 2, v sladki vodi pri 5 C 12,5 mg/l, pri 25 C pa le 8,2 mg/l. Topnost kisika v vodi se je zmanjšala za 35 % (približno za eno tretjino). 2. Z vpihavanjem zraka v akvarij povečamo koncentracijo kisika v vodi, kar je za podvodni živelj ugodno. Zrak vsebuje namreč 21 vol. % plina kisika, O 2.

16 16 Rešitve *3. Topnost nepolarnih molekul v polarnih topilih (H 2 O) določajo indukcijske sile (izrazitejše so pri CO 2, ker so molekule CO 2 večje oz. imajo večje število elektronov). V nekaterih primerih pa plini (v majhnem obsegu tudi CO 2 ) reagirajo s topilom, zato je topnost CO 2 v vodi ustrezno večja. 4. 0,154 M NaCl *5. Na topnost nepolarnega plina v vodi vpliva tudi število razpoložljivih molekul topila. V morski vodi so prisotni še drugi hidratirani ioni (npr. natrijevi, kloridni, bromidni, jodidni ), ki vežejo nase molekule vode, zato se v morski vodi raztopi manj kisika kot v sladki vodi. Glejte diagram v učbeniku na str. 154.