Yhdisteiden nimeäminen

Samankaltaiset tiedostot
Osa2. Kemiallinen reaktio

Osio 1. Laskutehtävät

KE4, KPL. 3 muistiinpanot. Keuruun yläkoulu, Joonas Soininen

Reaktiosarjat

Luku 2. Kemiallisen reaktion tasapaino

Tasapainotilaan vaikuttavia tekijöitä

Rakennusalan kemia 5 op

Kemia 3 op. Kirjallisuus: MaoL:n taulukot: kemian sivut. Kurssin sisältö

luku 1.notebook Luku 1 Mooli, ainemäärä ja konsentraatio

MOOLIMASSA. Vedyllä on yksi atomi, joten Vedyn moolimassa M(H) = 1* g/mol = g/mol. ATOMIMASSAT TAULUKKO

Hapetus-pelkistymisreaktioiden tasapainottaminen

Seoksen pitoisuuslaskuja

Seokset ja liuokset. 1. Seostyypit 2. Aineen liukoisuus 3. Pitoisuuden yksiköt ja mittaaminen

Kaikenlaisia sidoksia yhdisteissä: ioni-, kovalenttiset ja metallisidokset Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Hapettuminen ja pelkistyminen: RedOx -reaktiot. CHEM-A1250 Luento

Jaksollinen järjestelmä

KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille]

Erilaisia entalpian muutoksia

Lukion kemia 3, Reaktiot ja energia. Leena Piiroinen Luento

REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Ekso- ja endotermiset reaktiot sekä entalpian muutos

Erilaisia entalpian muutoksia

Kaikki ympärillämme oleva aine koostuu alkuaineista.

ATOMIN JA IONIN KOKO

YLEINEN KEMIA. Alkuaineiden esiintyminen maailmassa. Alkuaineet. Alkuaineet koostuvat atomeista. Atomin rakenne. Copyright Isto Jokinen

Vesi. Pintajännityksen Veden suuremman tiheyden nesteenä kuin kiinteänä aineena Korkean kiehumispisteen

KEMIA HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEET

Alkuaineita luokitellaan atomimassojen perusteella

CHEM-A1250 Luento 3, klo Kemiallinen reaktio

Törmäysteoria. Törmäysteorian mukaan kemiallinen reaktio tapahtuu, jos reagoivat hiukkaset törmäävät toisiinsa

Johdantoa. Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi?

Määritelmät. Happo = luovuttaa protonin H + Emäs = vastaanottaa protonin

Kemian koe kurssi KE5 Reaktiot ja tasapaino koe

REAKTIOT JA ENERGIA, KE3. Kaasut

Hapettuminen ja pelkistyminen: RedOx -reaktiot. CHEM-A1250 Luento

Luento 9 Kemiallinen tasapaino CHEM-A1250

luku2 Kappale 2 Hapettumis pelkistymisreaktioiden ennustaminen ja tasapainottaminen

NIMI: Luokka: c) Atomin varaukseton hiukkanen on nimeltään i) protoni ii) neutroni iii) elektroni

Kemiallisia reaktioita ympärillämme Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 Vahvat&heikot protolyytit (vesiliuoksissa) ja protolyysireaktiot

Jaksollinen järjestelmä ja sidokset

Reaktioyhtälö. Sähköisen oppimisen edelläkävijä Empiirinen kaava, molekyylikaava, rakennekaava, viivakaava

Luku 3. Protolyysireaktiot ja vesiliuoksen ph

Lämpö- eli termokemiaa

Lasku- ja huolimattomuusvirheet - ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2½ p. = 2 p.

Esimerkiksi ammoniakin valmistus typestä ja vedystä on tyypillinen teollinen tasapainoreaktio.

2. Reaktioyhtälö 3) CH 3 CH 2 COCH 3 + O 2 CO 2 + H 2 O

Atomi. Aineen perusyksikkö

(Huom! Oikeita vastauksia voi olla useita ja oikeasta vastauksesta saa yhden pisteen)

Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2½ p. = 2 p.

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta dia-valinta Insinöörivalinnan kemian koe MALLIRATKAISUT

Tehtävä 1. Avaruussukkulan kiihdytysvaiheen kiinteänä polttoaineena käytetään ammonium- perkloraatin ja alumiinin seosta.

Kemian koe, Ke3 Reaktiot ja energia RATKAISUT Perjantai VASTAA YHTEENSÄ KUUTEEN TEHTÄVÄÄN

Tehtävä 1. Tasapainokonversion laskenta Χ r G-arvojen avulla Alkyloitaessa bentseeniä propeenilla syntyy kumeenia (isopropyylibentseeniä):

Ylioppilastutkintolautakunta S tudentexamensnämnden

Elektrolyysi Anodilla tapahtuu aina hapettuminen ja katodilla pelkistyminen!

Liukoisuus

Näiden aihekokonaisuuksien opetussuunnitelmat ovat luvussa 8.

Ainemäärien suhteista laskujen kautta aineiden määriin

Tehtävä 2. Selvitä, ovatko seuraavat kovalenttiset sidokset poolisia vai poolittomia. Jos sidos on poolinen, merkitse osittaisvaraukset näkyviin.

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 Vahvat&heikot protolyytit (vesiliuoksissa) ja protolyysireaktiot

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus:

Alikuoret eli orbitaalit

2. Suolahappoa lisättiin: n(hcl) = 100,0 ml 0,200 mol/l = 20,0 mmol. Neutralointiin kulunut n(hcl) = (20,0 2,485) mmol = 17,515 mmol

Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin.

vi) Oheinen käyrä kuvaa reaktiosysteemin energian muutosta reaktion (1) etenemisen funktiona.

CHEM-A1250 Luento 3 Sidokset (jatkuu) + kemiallinen reaktio

Fysiikan, kemian ja matematiikan kilpailu lukiolaisille

MAOL:n pistesuositus kemian reaalikokeen tehtäviin keväällä 2013.

a) Puhdas aine ja seos b) Vahva happo Syövyttävä happo c) Emäs Emäksinen vesiliuos d) Amorfinen aine Kiteisen aineen

kun hiilimonoksidia ja vettä oli 0,0200 M kumpaakin ja hiilidioksidia ja vetyä 0,0040 M kumpaakin?

Oppikirjan tehtävien ratkaisut

Neutraloituminen = suolan muodostus

Kertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko klo 8-10

vetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE Risto Mikkonen

Luku 2: Atomisidokset ja ominaisuudet

Bensiiniä voidaan pitää hiilivetynä C8H18, jonka tiheys (NTP) on 0,703 g/ml ja palamislämpö H = kj/mol

Fysiikan, kemian ja matematiikan kilpailu lukiolaisille

c) Mitkä alkuaineet ovat tärkeitä ravinteita kasveille?

1. a) Selitä kemian käsitteet lyhyesti muutamalla sanalla ja/tai piirrä kuva ja/tai kirjoita kaava/symboli.

Kemia s10 Ratkaisut. b) Kloorin hapetusluvun muutos: +VII I, Hapen hapetusluvun muutos: II 0. c) n(liclo 4 ) = =

PHYS-C0220 TERMODYNAMIIKKA JA STATISTINEN FYSIIKKA

TKK, TTY, LTY, OY, TY, VY, ÅA / Insinööriosastot Valintakuulustelujen kemian koe

4) Törmäysten lisäksi rakenneosasilla ei ole mitään muuta keskinäistä tai ympäristöön suuntautuvaa vuorovoikutusta.

Käsitteitä. Hapetusluku = kuvitteellinen varaus, jonka atomi saa elektronin siirtyessä

KE03. Kurssikalvot. Tuomas Hentunen. Kevät Tuomas Hentunen KE03 Kevät / 26

Kemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I

Hiilen ja vedyn reaktioita (1)

Ohjeita opetukseen ja odotettavissa olevat tulokset

Kemian opiskelun avuksi

Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012

5 LIUOKSEN PITOISUUS Lisätehtävät

Reaktiolämpö KINEETTINEN ENERGIA POTENTIAALI- ENERGIA

d) Klooria valmistetaan hapettamalla vetykloridia kaliumpermanganaatilla. (Syntyy Mn 2+ -ioneja)

2. Täydennä seuraavat reaktioyhtälöt ja nimeä reaktiotuotteet

Määritelmä, metallisidos, metallihila:

Luento 10:Kertausta: Kemiallinen tasapaino + Kiinteän olomuodon kemia CHEM-A1250

KE2 Kemian mikromaailma

1. Malmista metalliksi

Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2 1/2 p = 2 p.

Transkriptio:

Yhdisteiden nimeäminen Binääriyhdisteiden nimeäminen 1. Ioniyhdisteet 2. Epämetallien väliset yhdisteet Kompleksiyhdisteiden nimeäminen Kemiallinen reaktio 1. Reaktioyhtälö 2. Määrälliset laskut 3. Reaktionopeuteen vaikuttavat tekijät 4. Tasapainoreaktiot Binääriyhdisteiden* nimeäminen (* kahden alkuaineen yhdiste) Ioniyhdisteet Positiivinen ioni (kationi) ja negatiivinen ioni (anioni) liittyvät sähköisesti neutraaliksi yhdisteeksi. Esim. Na + ja Cl - -ioni yhdistyvät natriumkloridiksi NaCl. Jos ionivaraukset eivät ole samat, molekyyliin tulee useampia atomeja: esim. Ca 2+ ja 2 F - ionia -> CaF 2 kalsiumfluoridi Al 3+ ja S 2- muodostavat Al 2 S 3 (alumiinisulfidi) Yhdisteen nimi muodostetaan asettamalla kationin nimi ja anionin nimi peräkkäin. Joillakin metalleilla on useita kationeja: esim. Fe 2+ (rautaii) ja Fe 3+ (rautaiii) Ks. Maol: Tavallisimpia kationeja ja anioneja 1

Nimeä: a) FeO b) Fe 2 O 3 c) MgBr 2 d) FeBr 2 Ratk.a) rauta(ii)oksidi b) rauta(iii)oksidi c) magnesiumbromidi d) rauta(ii) bromidi kationeja: Fe 2+ rauta(ii) Fe 3+ rauta(iii) Mg 2+ magnesium anioneja: O 2- oksidi Br - bromidi S 2- sulfidi Epämetallien väliset yhdisteet Epämetalleilla, kuten C,N, S, O, Cl ei ole positiivista kationia, kuten metalleilla. Silti ne muodostavat keskenään yhdisteitä. Esim. Hiilellä, typellä ja rikillä on useita oksideja. Näiden nimissä käytetään kreikkalaisia lukusanoja. SO 3 = rikkitrioksidi CO = hiilimonoksidi N 2 O 5 = dityppipentaoksidi Se, mitkä oksidit esim. rikillä ovat mahdollisia selviää Maol:n hapetuslukutaulukosta. Esim. Rikillä S ovat mahdolliset hapetusluvut +II, +IV, ja +VI, hapella O vain -II. Oksidit ovat siis SO, SO 2 ja SO 3 1= mono 2= di 3= tri 4= tetra 5= penta 6= heksa 2

Kompleksiyhdisteet, nimeäminen Useat anionit ovat kompleksisia: Ne muodostuvat atomiryhmistä. Esim. CO 3 2- = karbonaatti-ioni Kompleksisista kationeista mainittakoon ammonium-ioni NH 4+. Nimeäminen tapahtuu asettamalla kationija anioninimi peräkkäin: esim. Na 2 CO 3 = natriumkarbonaatti NH 4 Cl = ammoniumkloridi (salmiakki) Muita esim. SO 2-4 =sulfaatti NO 3- =nitraatti PO 3-4 = ortofosfaatti HCO - 3 = vetykarbonaatti Tehtäviä: 1. Nimeä a) AlPO 4 b) Ca(HCO 3 ) 2 c) (NH 4 ) 2 SO 3 d) Mg(CN) 2 e) FeBr 2 ks. kationi-anionitaulukko 2. Kirjoita kaava a) alumiinioksidi b) typpitrioksidi c) rauta(iii)kloridi d) bariumvetysulfaatti e) ammoniumsulfidi 3

Kemiallinen reaktio 1. Reaktioyhtälö Kemiallisessa reaktiossa alkuaineet tai yhdisteet reagoivat keskenään synnyttäen uusia yhdisteitä. Viime kädessä kyse on elektronien siirtymisistä elektronikuorien välillä. Reaktioon osallistuvia aineita sanotaan lähtöaineiksi ja syntyviä aineita reaktiotuotteiksi Aineiden atomien ja molekyylien välisiä lukumääräsuhteita kuvataan reaktioyhtälöllä. Esim1 Ammoniakin valmistus typestä ja vedystä N + N -> 3 H 2 + N 2 -> 2 NH 3 Silmälasien valmistusta voisi kuvata yhtälöllä 2 L + S -> L 2 S Mitä ovat L ja S? 4

Kertoimien määrittäminen - ohje 1. Kirjoita lähtöaineet ja tuotteet yhtälöön ilman kertoimia. 2. Kirjoita kertoimet yhtälöön periaatteella, että kutakin atomilajia tulee olla reaktioyhtälön molemmilla puolilla yhtä suuri määrä. Suorita tasapainotus alkuaine kerrallaan. Lähde sellaisista alkuaineista, joita on vain yhdessä lähtöaineessa ja tuotteessa. Esim. Fe 2 O 3 + C -> Fe + CO 2 Tasapainotetaan ensin happi, sitten hiili, lopuksi rauta 2 Fe 2 O 3 + C -> Fe + 3 CO 2 2 Fe 2 O 3 + 3 C -> Fe + 3 CO 2 Reaktioyhtälö: 2 Fe 2 O 3 + 3 C -> 4 Fe + 3 CO 2 Tasapainota seuraavat reaktioyhtälöt CH 4 + O 2 -> CO 2 + H 2 O P + O 2 -> P 2 O 5 H 3 PO 4 + NaCl -> Na 3 PO 4 + HCl C 2 H 4 + O 2 -> CO 2 + H 2 O 5

Määritä kertoimet: CaHPO 4 + Ca(OH) 2 => Ca 3 (PO 4 ) 2 + H 2 O HCl + KMnO 4 => KCl + MnCl 2 + Cl 2 + H 2 O C 2 H 6 + O 2 => CO 2 + H 2 O HCl + MnO 2 => MnCl 2 + Cl 2 + H 2 O Määrälliset laskut 1. Massasuhdemenetelmä Esim. Kuinka paljon hiiltä kuluu pelkistettäessä 4000 g Fe 2 O 3 -malmia raudaksi seur. reaktiossa? 2 Fe 2 O 3 + 3 C -> 3 CO 2 + 4 Fe Ratkaisu: Fe 2 O 3 -molekyyli painaa 2*55.85+3*16=159.7 hiiliatomi C painaa 12. Reaktioyhtälön mukaan hiilen ja malmin massasuhde = 3*12/(2*159.7) =0.113 Merkitään x:llä hiilen kulutusta. Tällöin x / 4000 kg = 0.113 josta x = 452 kg 6

Periaate massasuhdemenetelmässä Reaktioyhtälön mukaan 2 malmimolekyyliä reagoi aina 3 hiilimolekyylin kanssa. Käyttämällä atomipainotaulukkoa saadaan hiilen ja malmin massasuhteeksi reaktiossa 3 hiiliatomin massa = 3*12/(2*157.9) = 0.113 2 malmimolekyylin massa Tätä suhdetta käytetään verrannossa, jolla ratkaistaan hiilen määrä reaktiossa Ainemäärä n ja mooli (mol) Koska reaktioissa on tärkeä tietää hiukkasten kappalemäärät, on otettu käyttöön suure ainemäärä, jonka symboli on n. Perusyksiköksi(mooli) on valittu kappalemäärä atomeja, joka on 12 g:ssa hiiltä, ns. Avogadron luku, joka on n. 6.022*10 23 kpl. Määr. 1 mol = Avogardon luvun osoittama kappalemäärä hiukkasia. Koska hiiliatomit ovat 12 kertaa vetyä painavampia 1 mol vetyatomeja painaa 1 g, 1 mol heliumatomeja painaa 2 g 1 mol happiatomeja painaa 16 g, 1 mol vesimolekyylejä painaa 18g Yleisesti: Atomipainon (molekyylipainon) osoittamassa grammamäärässä alkuainetta(yhdistettä) on tasan 1 mooli hiukkasia. Kaava n = m /M n = ainemäärä mooleina, m=massa grammoina, M = kaavapaino 7

Esimerkkejä 1. Montako moolia on 100 g:ssa NaCl? NaCl:n kaavapaino on M=23+35.5 = 58.5 moolimäärä n = m/m = 100/58.5 mol = 1.7 mol 2. Paljonko painaa 45 mol typpihappoa HNO 3 Typpihapon kaavapaino M = 1+28+3*16=77 45 moolin massa m = n M = 45*77 g = 3465 g Kaasujen moolitilavuus V m = 22,4 l / mol Kaikille ns. ideaalikaasuille on kaasumoolin tilavuus sama = 22.4 l NTP-olosuhteissa. (t=0 o C ja norm. ilmanpaine) Esim. 5 moolia ilmaa vie tilavuuden 5*22.4 l eli 112 litraa. 2. Moolimenetelmä Esim. Kuinka monta litraa happea kuluu ja kuinka monta litraa savukaasuja syntyy, kun 7000g propaania palaa? C 3 H 8 + 5 O 2 -> 3CO 2 + 4 H 2 O massa 7000g Propaanin m M=3*12+8 moolit n = m/m litrat V=n*Vm =n*22.4 7000/44= 159 mol 5*159= 795 mol 795*22.4l =17808 l = 17.8 m 3 3*159= 477 mol 477*22.4l =10685 l = 10.7 m 3 4*159= 636 mol 636*22.4l =14246 l = 14.2 m 3 = 44 Vastaus: happea kuluu 18 m 3 savukaasuja syntyy 25 m 3 8

Tehtävä Kirjoita etanolin C 2 H 5 OH palamisreaktio. Etanolia on 600g. Laske tarvittava happimäärä litroina NTP:ssä. Laske myös savukaasujen tilavuus. Kuinka suuren tilavuuden ilmaa palaminen tarvitsee, kun happea on ilmassa 21%. Reaktionopeuteen vaikuttavat tekijät Reaktiomekanismi: Reaktion A + B -> AB tapahtuminen edellyttää hiukkasten A ja B törmäystä riittävällä törmäys- energialla, jota kutsutaan aktivaatioenergiaksi. Reaktion nopeutta lisäävät: 1) aineiden hienojakoisuus (enemmän kosketuspinta-alaa) 2) korkea lämpötila (riittävät törmäysenergiat) 3) korkea paine ( enemmän törmäyksiä aikayksikössä) 4) katalysaattorin läsnäolo (Katalysaattori muuttaa reaktiomekanismia ja alentaa siten aktivaatienergiaa. Katalysaattori ei itse kulu reaktiossa. Luonnon katalysaattori = entsyymi) 9

Konsentraatio eli väkevyys Määritelmä: Liuoksen / seoksen väkevyys eli konsentraatio c = n / V Sen yksikkö on 1 mol/ l (merk. Joskus 1 M) symboli = c tai [ ] esim. NaCl -liuoksen väkevyys merkitään c NaCl tai [NaCl] Tasapainoreaktiot Useat reaktiot voivat edetä molempiin suuntiin riippuen olosuhteista. A + B => C + D reaktion -> nopeus on verrannollinen lähtöaineiden konsentraatiohin v 1 = k 1 [A] [B] ja se pienenee reaktion edetessä. Vastareaktion <- nopeus on verrannollinen tuotteiden konsentraatioihin. v 2 =k 2 [C] [D] ja se kasvaa reaktion edetessä. Kun reaktio hidastuu ja vastareaktion nopeutuu, saavutetaan jossain vaiheessa tilanne, jossa v 1 =v 2, reaktio on näennäisesti pysähtynyt, vaikka molemmat reaktiot jatkuvat. Tilaa kutsutaan dynaamiseksi tasapainoksi. 10

Otetaan mukaan reaktioyhtälön kertoimet a,b,c,d : a A + b B => c C + d D Tasapainotilanteessa v 1 = v 2 eli k 1 [A] a [B] b = k 2 [C] c [D] d josta k1/k2 =K = [C] c [D] d [A] a [B] b Tätä vakiota K sanotaan reaktion tasapainovakioksi ja se on kullekin reaktiolle ominainen. Jos K on suuri, reaktio etenee pitkälle, jos K on pieni, reaktion tasapaino jää lähtöaineiden puolelle. Myöhemmin esille tulevat happo- ja emäsvakiot ovat em. kaltaisia tasapainovakioita. Tasapainoon vaikuttavat tekijät 1. Lähtöaineita lisäämällä voidaan reaktio tasapainossa käynnistää oikealle. 2. Tuotteita poistamalla seoksesta saadaan reaktio etenemään oikealle. 3. Lämpötilan lisääminen saa reaktion etenemään lämpöä sitovaan (endotermiseen )suuntaan ja alentaminen eksotermiseen. 4. Paineen lisääminen saa kaasureaktiot etenemään pienemmän hiukkasmäärän suuntaan. Esim. 3 H 2 + N 2 -> 2 NH 3 on kaasureaktio, jossa 4 hiukkasesta tulee 2. Paineen kohottaminen siten edistää reaktiota. Yleinen Le Chatellierin periaate : Reaktio etenee suuntaan, jossa ulkoinen muutos eliminoituu. Reaktio väistää ulkoista pakkoa. 11