2.1 Kolme olomuotoa Mitkä ovat aineen kolme olomuotoa ja miksi niiden välisiä olomuodon muutoksia kutsutaan? pieni energia suuri energia lämpöä sitoutuu = endoterminen lämpöä vapautuu = eksoterminen (endothermic/exothermic)
Kemiassa aineen olomuoto merkitään kemiallisen kaavan perään. Esim. Tässä merkintä (aq) tarkoittaa veteen liuennutta dissolved in water. Vesi on meidän yleisin liuotin, ja suuri osa kemiallisista reaktioista tapahtuu vesiliuoksissa. Kiinteän aineen atomit/molekyylit pysyvät kiinni toisissaan vahvoilla kemiallisilla sidoksilla, esim. kovalenttisilla sidoksilla molecular bonds tai ionisidoksilla ionic bonds. Nestemäinen aine pääsee liikkumaan vapaammin, koska sen sidokset ovat heikompia, esim. vetysidoksia hydrogen bonds. Erityisesti vedessä on vetysidoksia, myös kiinteänä.
Kaasumaisessa aineessa ei ole juurikaan sitä paikallaan pitäviä sidoksia, vaan ne diffuusioituvat (diffusion), eli hajaantuvat ympäriinsä. Kaasuilla on kuitenkin hyvin heikkoja sidoksia, esim. dispersiovoimia van der Waals forces. 2.2 Puhtaat aineet ja seokset Aineet voidaan luokitella puhtaisiin aineisiin pure substances ja seoksiin mixtures. alkuaineet elements yhdisteet compunds
kiteinen aine crystalline=aine on säännöllisessä järjestyksessä, selkeät erot olomuotojen välillä amorfinen aine amorphous= aineen rakenne on epäsäännöllinen, ei selvää kp ja sp bp & mp allotropia allotropy= saman (alku)aineen samassa olomuodossa olevat eri rakenteet lejeerinki alloy= metalliseos, esim pronssi bronze tai teräs steel faasi phase= sekoittumattomat aineen eri osat Öljyä ja vettä liete mud= neste ja pienten kiinteiden hiukkasten seos vaahto foam= nesteeseen tai kiinteään sekoittunut kaasu, kaasukuplia
emulsio emulsion= kahden sekoitumattoman nesteen seos emulgointi emulsification= prosessi, jolla parannetaan nesteiden sekoittuvuutta alentamalla niiden pintajännitystä ja hävittämällä faasirajan
2.3 Seosten erotusmenetelmiä Jotta voimme työskennellä täsmällisesti ja tarkasti, täytyy tutkittavien kemiallisten reaktioiden olla tarkasti juuri tiettyjen aineiden välillä. Tämän takia haluamme erottaa puhtaat aineet erilleen seoksista. Tässä kappaleessa käydään läpi seuraavat erotusmenetelmät: Suodatus filtration Haihdutus drying Tislaus distillation Dekantointi decantation Sentrifugointi centrifugation Sublimointi sublimation Uutto extraction OhutlevyKromatografia thin layer chromatography TLC Kirjoita kustakin menetelmästä sen pääpiirteet, eli miksi sitä käytetään, mihin se perustuu ja piirrä tai ota kuva (ipadilla/puhelimella)
2.4 Seoksen pitoisuuslaskuja Pitoisuus kertoo, kuinka paljon kysyttyä ainetta on seoksessa. Esim. suolaliuos on vettä ja suolaa, mutta sen pitoisuus riippuu paljonko veteen on laitettu suolaa. Massaprosenttiosuus (m-%) masspercentage kertoo, montako prosenttia kysyttyä ainetta on seoksen massasta. Esim. 20 m-% eetteriliuos, 100 g sitä sisältää 20 g puhdasta dietyylieetteriä ja 80g vettä. Esim. Meillä on 200g 15 m-% etikkahappoa. Paljonko vettä täytyy lisätä, jotta seos laimenee 10 m-%?
uusi liuos - vanha liuos = lisätty vesi V: Vettä lisätään 100g Tilavuusprosenttiosuus (til-%) volumepercentage = montako prosenttia kysyttyä ainetta on liuoksen tilavuudesta. Esim. Alkoholiprosentilla tarkoitetaan juoman sisältämän etanolin tilavuusprosenttia. Keskioluessa 4,7% tarkoittaa, että juomasta on 4,7 til-% etanolia, loput vettä ja siihen liuenneita aineita. Esim. Veden tiheys on 1,00 kg / l Etanolin tiheys on 0,79 kg / l Kun vettä ja etanolia sekoitetaan molempia 1,00 kg, niin ne liukenevat toisiinsa. Sekoituksen
jälkeen niiden yhteinen tilavuus on 2,25 litraa. Laske etanolin a) m-% b) til-% a) etanolin massa/koko massalla = b) etanolin tilavuus/koko tilavuudella etanolille: etanolin tilavuus/koko tilavuudella = 1,265... l/2,25 l (1,27/2,25=0,5622... =0,562587... 56%