Fra procent til mol

Fra procent til mol

1 mol H₂SO₄        1 mol/ L 

1 L vand 1000 g    ( densitet = 1 g / ml)

H₂SO₄   

2 + 34 + 64 = 96 g / mol        96 / 1000 * 100 = 9,8 % 

Oxidationstal

Oxidationstal 

atom består af en kerne hvor der kredser elektroner omkring. Nogle gange render elektronerne rundt omkring begge atomer. Elektroner har en større tiltræknings kraft  til oxygen end hydrogen men kan derfor stadig kredse rundt om begge atomer.  

Atom

Atommasse

Atomers masse måles i u. 

1u=1/12af 12,6C-atomets masse

Et 12,6C-atom har en masse på præcis 12u. Protoner og neutroners masse er lidt over 1u. 12,6C består af 6 protoner, 6 neutroner og 6 elektroner samlede masse er li 12u.  

1. Hvad er isotop? 

En isotop er en form af et grundstof, som har et andet antal neutroner i kernen end den mest normale form, som er den, der er opgivet i det periodiske system. 

Det sker at der findes flere forskellige slags af et stof. Det som variere er proton- og neutron-antallet i atomkernen. De forskellige udgaver af et stof, kaldes isotoper. 

6       4

Li      L

3       3 

(de to har samme antal elektroner og protoner, da de jo er det samme stof)

Generelt kan man sige, at jo højere Z-værdi(atomnummer) jo flere isotoper kan der forekomme af hvert grundstof. Nogle isotoper er radioaktive fordi energiforholdene i deres kerner er instabile (midlertidigt holdbare) 

Kemi. Fingerregel omkring Atomer

Der skal lige så mange positive atomer og negative = elektroner i et atom.

Et atom består af en positiv kerne, protoner og eventuelt neutroner hvis der er neutroner så ophører den protonernes kræft det vil sige så frastøder de ikke hinanden, hvis dette skulle forekomme vil deres fællesnavn blive nukleoner.

Omkring kernen kræser der negativer elektroner som er fordelt i en eller flere skaller.

Det er antallet af protoner i kernen og elektroner i skallerne der gør at atomet/grundstoffer har sin enskab.

Atomteorien: 

Naturen omkring os består af mange forskellige stoffer (luft, vand osv. ) Græsk filosof Empedokles (ca. 490-435 f.kr.) hans teori om stoffer var at de er lavet af fire elementer: vand, ild, jord og luft. 

Aristoteles bearbejdede ideen (384-322 f.kr.) hans anskuelser var den gængse teori de næste ca. 2000 år.

Det moderne grundstofbegreb skal først og fremmest tilskrives den franske kemiker Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) Han mente at et stof var et grundstof hvis det ikke var/er muligt at nedbryde stoffet til andre stoffer. 

Vand kan nedbrydes i to andre stoffer: hydrogen (brint) og oxygen (ilt). Vand er dermed ikke et grundstof. Derimod kan man ikke spalte hydrogen så det er et grundstof. Stoffer, som ikke er grundstoffer kaldes kemiske forbindelser. Vand er en kemisk forbindelse af grundstofferne hydrogen og oxygen. 

Lavoisier opstillede i 1789 en liste med 33 grundstoffer. En del viste sig dog ikke at være grundstoffer, men kemiske forbindelser og 2 var slet ikke stoffer (lys og varme). 

Atomteorien er nøje knyttet til grundstofbegrebet. I følge atomteorien består alt stof af små partikler, kaldes atomer. Et grundstof består af ens atomer hvor kemisk forbindelse består af forskellige atomer der er bundet sammen. 

Den første anvendelige atomteori blev opstillet af John Dalton i 1803 (engelsk naturvidenskabsmand) Når Dalton skrev formler, anvendte han symbolske tegninger af atomer. 

Vand og ammoniak er kemiske forbindelser. vandmolekyle: HO & ammoniak: NH men i dag ved vi det er H20 & NH3. Man skal frem til ca. 1865 før alle acceptere at formlen var H2O. H = hydrogen. Det angiver også en bestemt mængde af grundstoffet hydrogen, nemlig et hydrogenatom. Ved almindelig temperatur binder hydrogenatomer sig sammen 2 og 2 til hydrogenmolekyler.På tilsvarende måde består oxygen (O2). Når man blander dem  sammen fordeler molekylerne sig imellem hinanden. Hvis blandingen opvarmes, sker der en kemisk reaktion. ( 2H2 + 02 ---> 2H2O) Der er 4 H-atomer og 2 O-atomer på hver side af pilen. Ved en kemisk reaktion ændre de kemiske bindinger mellem atomerne, atomet ændres dog ikke. Af to H-molekyler og et O-molekyle får man to vandmolekyler. Et reaktionsskema er afstemt, når der er lige mange atomer på hver side. 

Methan = CH4. Ved en forbrændning med oxygen dannes der carbondioxid (CO2) og vand. CH4 + O2 ----> Co2 + H2O (ikke afstemt) Som vi kan se passer de ikke sammen 4 H-atomer på den ene side og 2 H-atomer på den anden os.v. Afstemning af H-atomer. CH4 + O2 ----> CO2 + 2H2O (ikke helt afstemt) Afstemning af O-atomer. 

CH4 + 2O2 ----> CO2 + 2H2O (afstemt) 

Naturgas er en blanding af forskellige stoffer. Methan udgør ca. 90% af naturgas, forbrænding af methan er derfor en vigtig kemisk reaktion. Stoffer på venstre side af reaktionspilen, kaldes reaktanter (eller udgangsstoffer) stofferne på højre kaldes produkter (eller reaktionsprodukter) Man skriver de korrekte kemiske formler for reaktanter og produkter i reaktionsskemaet og derefter afstemmer. Senere indføres reaktionsskemaet med ioner. Her skal man sørge for at den elektriske ladning er den sammen på begge sider af reaktionspilen. 

Atomets opbygning

Ordet atom kommer af det græske ord atomos, som betyder udelelig. I slutningen af 1800-tallet opdagede man, at det var muligt at trække negative partikler ud af metaller ved at anvende en stor spændingsforskel. Der tilsluttes en spændingskilde mellem katoden K og anoden A, idet katoden forbindes til minus. Røret er næsten lufttomt. Når spændingsforskellen er tilstrækkelig stor, udgår der de såkaldte katodestråler fra katoden og over mod anoden, hvor en stråle går gennem et hul og videre ud i røret. Desuden kan strålen afbøjes af en magnet. Forsøg tyede på at strålerne var en strøm af negativt ladende partikler. Den engelske fysiker Joseph John Thomson studere afbøjningerne af katodestrålerne og derved kunne bestemme forholdet mellem de negative ladede partiklers ladning og masse. Forsøg viste, forholdet var det samme uanset metallet katoden var lavet af. (samme negative partikel der kan trækkes ud) Hermed havde han opdaget den fundamentale partikel, som vi kalder elektronen. Elektronerne må være trukket ud af metalatomerne i katoden. Elektronerne indgår som bestanddel af atomet (en tanke) I Thomsons atommodel er elektronerne fordelt i en positivt ladet kugle. Han kunne ikke bestemme antallet af elektroner, og derfor kunne han ikke afgøre, om den positive ladning var knyttet til et stof med masse. 

Ernst Rutherford:

Der skal være lige mange positive atomer (protoner) som negative (elektroner) = atomet er elektrisk neutralt. 

Et atom består af en positiv kerne, protoner (positiv elektrisk ladning) og eventuelt neutroner (er elektriske neutrale, neutroner først opdaget i 1932) hvis der er neutroner så ophører den protonernes kræft det vil sige så frastøder de ikke hinanden, hvis dette skulle forekomme vil deres fællesnavn blive nukleoner.

Atomkerne har en positiv elektrisk ladning. Omkring kernen kræser der negative ladede  elektroner som er fordelt i en eller flere skaller.

Det er antallet af protoner i kernen og elektroner i skallerne der gør at atomet/grundstoffer har sin enskab. Næsten hele atomets masse befinder sig i midten. De partikler der kommer tilbage er stødt ind i disse kerner.Protonens ladning er +e og elektronens ladning er -e, hvor e er den elektriske elementarladning. Det er den mindste ladning man kender. Protoner, neutroner og elektroner kaldes elementarpartikler. Protonen og neutronen har en masse på ca. 1u, mens elektronens masse er ubetydelig i forhold hertil. Antallet af protoner ( og dermed også antallet af elektroner) kaldes atomets nummer og betegnes Z. Atomnummeret fortæller, hvilket grundstof der er tale om Nr. 1 hydrogen os.v. 

Der er to slags lithiumatomer (i naturen) man siger at, naturligt lithium består af to isotoper, og de begnes 63Li og 73Li. 

Z    Proton              +1(e)             1,0073u 

N    Neutron              0                 1,0087u 

1. Elektron           -1(e)              0,00055u 

Nukleon betegnes A. Nukleoner (kernepartikler) er en fælles betegnelse for protoner og neutroner og nukleontallet er summen af protontallet Z og neutrontallet N: 

Nukleoner har som nævnt en masse på ca. 1u hver, mens elektronens masse er ubetydelig i forhold hertil. Massen af et 7,3Li-atom bliver derfor ca. 7u, svarende til at nukleontallet er lig 7. Nukleontallet A kaldes også atomets massetal. Det er elektronsystemet, som bestemmer de kemiske egenskaber. Og de to lithiumistoper har derfor ens kemiske egenskaber. Vi kan sige, at et grundstof består af atomer, som er kemisk set ens. 7,42% af antallet af lithiumatomer i naturen er 6,3Li, og de resterende 92,58% er 7,3Li. Et grundstofs isotopsammensætning er stort set den samme overalt på jorden. Lithiums isotopsammensætning afhænger altså hverken af findested eller lithiummineralets kemiske sammensætning. 1,1H=99,985%. 2,1H=0,015.3,1H. 2H kaldes undertiden deuterium og 3H tritium. Disse isotopnavne hentyder til, at atomerne indeholder henholdsvis to og tre nukleoner. Tritium findes ikke i naturen. Tritiumatomet er radioaktivt, dvs. atomkerne er ustabil. Før eller siden omdannes atomkernen under udsendelse af radioaktiv stråling. Tritiums halveringstid er 12 år. I en mængde tritium vil halvdelen af antallet af tritiumatomet være omdannet efter 12 år. Tritiumatomerne omdannes til 3,2He.

Opg 5. 4,2He= 2 protoner, 2 neutroner og 2 elektroner. 39,19K= 19 protoner, 20 neutroner og 19 elektroner. 238,92U= 92 protoner, 146 neutroner og 92 elektroner. 

Opg 6. Forskel på 14,6C og 14,7N. Der er en elektrone mere i N. Og stoffet har ændret sig fra C til N?  

Spændingsrækken

Spændingsrække

Et atom består af en kerne hvor der kredser elektroner omkring. Nogle gange render elektronerne rundt omkring begge atomer. Elektroner har en større tiltræknings kraft  til oxygen end hydrogen men kan derfor stadig kredse rundt om begge atomer.  

Hver eneste salt molekyle er opløst. Man forestiler sig det er fyldt med ioner i stedet for salt molekyler. Zink tager elektroner fra magnesium og når det sker bliver magnesium kun til ioner. 

Atomer til højre stjæler elektron / H fra de venstre atomer. Der bliver dannet belægning eller bundfald.  

Atomer til højre kan ikke angribes af syre derfor kaldes de ædle. De kan kun angribes af konge syrer.  

Redox

Afstemning af redoxreaktioner 

Et atom består af en kerne hvor der kredser elektroner omkring. Nogle gange render elektronerne rundt omkring begge atomer. Elektroner har en større tiltræknings kraft  til oxygen end hydrogen men kan derfor stadig kredse rundt om begge atomer. 

Ladning er lig 0 da der ikke er plus eller minus bag S. 

O = -2

H = +1

S= ? (x)

H₂S → 2 + x = 0

SO₂ → -4 + x = 0 

SO₃ → -4 + x = 0 

H₂SO₃ → -6 + x = 0 

Da ladningen er -2 skal det give -2. 

SO₃^2-   →  -6 + x = -2

HSO₄^-  → (+1) + x + (-8) = -1

S^2- → -2 = -2

S₈ → 0 = 0

MnO₄^- = x + (-8) = -1

                       x = +7

Ved at 5 negative jern elektronerne taber en elektron. Elektronerne finder sammen med Mangan, så mangan giver slip på oxygen. Oxygen finder sammen med hydrogen og til sammen opstår der vand.   

Fe²⁺ + MnO₄^- → Fe³⁺ + Mn²⁺

1. Hvor mange e- har skiftet ejer?

              Oxi-tal 

Fe + 2 → +3 tabt 1 e- 

Mn + 7 → +2 fået 5 e- 

5Fe²⁺ + MnO₄^- → 5Fe³⁺ + Mn²⁺

Tjek ladning: 

+10 -1         →         15+ 2+   

_______                ________

      9                           17 + 

8H⁺ + 5Fe²⁺ + MnO₄^- → Fe³⁺ + Mn²⁺ + 4H₂O

8Hyd                                                        8Hyd

4Oxi                                                         4Oxi

                        GÅR OP!!!!

1. Tjek oxi-tal ( hvor mange e- skifter ejer) Og afstem (husk regler for oxi-tal)
2. Tjek ladning (hvis vi er i surt miljø tilføj H+ til venstre) (hvis vi er i basisk miljø tilføj OH-)
3. Tæl H og O: passer det er det koret hvis ikke så starter man forfra. 

Redoxreaktioner  opg. 11

Ladning er lig 0 da der ikke er plus eller minus bag S. 

O = -2

H = +1

S= ? (x)

H₂S → 2 + x = 0

SO₂ → -4 + x = 0 

SO₃ → -4 + x = 0 

H₂SO₃ → -6 + x = 0 

Da ladningen er -2 skal det give -2. 

SO₃^2-   →  -6 + x = -2

HSO₄^-  → (+1) + x + (-8) = -1

S^2- → -2 = -2

S₈ → 0 = 0

Vigtigt om redox + Opgave 117

1. 4H⁺ + Cu + 2NO₃- → Cu²+ + 2NO2 + 2H₂O                              (SURT)

    Cu     0   → +2    → tabt 2 e-                                                      HNO₃

    N + 5      → +4                               x - 6 = -1                             Ladning

    -2        →    +2                                                                                ↓

                                                                                                     NO₃- 

                                                                                                          ↓

                                                                                                antal atomer pr. molekyle

   

1. Fe²⁺ + NO₃ ^-  → Fe³⁺ + NO 

    Fe      2      → 3+  tabt  1 e-

    N  5+           →  2    fået e- 

   3Fe²⁺ + NO₃ ^-  → 3Fe³⁺ + NO 

   6 plus , 1 minus, 5 plus  → 9 plus 

  4H⁺ + 3Fe²⁺ + NO₃ ^-  → 3Fe³⁺ + NO + 2H₂O 

1. 2H⁺ + 3H₂S + 8NO₃ ^-  → 3SO₄^{2 -} + 8NO + 4H₂O

        S - 2  ( x - 8 = -2 → x = +6 ) → +6 tabt 8 e-

( x - 6 = -1 → x = 5 )  N +5 → + 2 fået 3 e-

      -8 → -6 

H altid +1	H₂S → S = -2 & H = H + 1
O altid -2
summen af oxital = ladning
Afstem ladning → Surt, basisk	Surt → H+ til venstre        ↓
Tjek oxigen	Basisk → OH - til venstre ↑ så skal H₂O
Oxi-tal stiger = tabt e-	Oxi-tal falder = modtaget e-
NO₃ -  = har en negativ ladning da der tre står forneden og minus for oven

VIGTIGT: 

Du startet med dit reaktionsskema. 

Eks: H₂S + NO₃ ^-  → SO₄^{2 -} + NO  

Nu skal vi finde ud af hvor mange ladninger S har. Vi kigger først på den venstre side hvor vi kan se der blåt står S og vi ved at S har en ladning på -2. Derefter kigger vi på den højre side hvor vi kan se der står SO₄^{2 -} og hvor vi kun tager udgangspunkt i S₄, men vi kan ikke se en ladning for oven, så derfor bliver vi nød til at lave en ligning som kommer til at se følgende ud: x -8 = -2 → x = +6.  Nu kan vi se at den går fra -2 til +6 og det vil sige at den har tabt 8 elektroner. Vi ved at den har tabt 8 fordi at vi ved når oxidationstallet stiger, taber vi elektroner.    

S  -2  → +6     tabt 8 e ^- (elektron) 

Nu skal vi finde ud af hvor mange ladninger N har. Vi kigger først på den venstre side hvor vi kan se der står NO₃ ^- , vi kan se at den har en minus ladning og når N forekommer i NO har N en ladning på 2. Vi bliver nød til at lave en ligning som kommer til at se følgende ud:

x -6 = -1 → x = 5. Så kigger vi på den højre side hvor der står NO og der står ingen ladning, men vi ved at N har en ladning på +2. Vi kan se at imellem de to tal falder den med 3 så det vil sige at når, oxidationstallet falder, modtager vi elektroner og i dette tilfælde modtager vi 3 elektroner.     

N +5 → +2    modtager 3 e ^- (elektron)

Her efter skal vi finde det tal hvor både de elektroner vi mister og modtager går op i. Og det går vi ved at gange de to tal med hinanden.  

8 * 3  =  24

Så ved vi at 8 skal ganges med 3 for at give 24. Og vi ved at 3 skal ganges med 8 for at få 24. Nu skal vi så placere et 3 tal foran et S hver gang et S forekommer. 

3H₂S + NO₃ ^-  → 3SO₄^{2 -} + NO

Nu gør vi nogenlunde det samme med N men foran N skal der tilføjes et 8 tal. Så placere vi et 8 tal foran N hver gang N forekommer. 

3H₂S + 8NO₃ ^-  → 3SO₄^{2 -} + 8NO

Vi skal nu se hvor mange + og minus ladning der er på hver side af reaktionspilen og vi starter på venstre side hvor vi kan se der står 3H₂S + 8NO₃ ^- j

Nu skal vi afstemme ladningen og derfor tilsætter vi H⁺ på venstre side og H₂O på højre side, hvis det er et surt miljø. Hvis det er et basisk miljø tilsætter vi OH ^- på venstre og H₂O på højre side.     

Syre Base og PH

Syre 

Saltsyre

H₂O + HCl → H₃O⁺ + CL^-

   ↓                        ↓ 

Hydrogen        Oxonium 

chlorid             ion 

→= reaktionspil 

Ammoniak 

H₂O + NH₃ → OH^- + NH₄⁺

En syre der afgiver en hydron er en Proton som er H  plus. Der skal være stærk polaritet bindingen til H. Syre er en syre fordi den har mulighed for at afgive et H. Der er elektronisk  forskel mellem H og det atom som det er bundet til.    

Saltpetersyre / HNO₃

Hvad gør en syre?: 

En syre der afgiver en hydron er en Proton som er H  plus. Der skal være stærk polaritet bindingen til H. Syre er en syre fordi den har mulighed for at afgive et H. Der er elektronisk  forskel mellem H og det atom som det er bundet til.

Kemisk reaktion: HNO₃ + H₂O → NO₃ ^- + H₃O⁺ 

Saltpetersyre i naturen: Salpetersyre dannes i naturen ud fra nitrater udledt fra menneskelige aktiviteter, og derfor er salpetersyre en af de forbindelser der findes i syreregn og bidrager til forsuring af jordbund og vandmiljøet.

Titrering: Vi endte på ph værdien 12. 

Syre og baser

-Polære kovalente bindinger  

-Mængdeberegning - koncentration 

            ↓

        Vælg en opg. fra bogen og vis løsning 

Tekst: 

ion bindning bliver elektronerne stjålet. 

0,1 M NaCl = mol per. liter 

Beregn til g:

Vi går ind i det periodiske system hvor vi finder vores atom. 

Na = 23 

Cl= 35,5

NaCl= 58,5 g  liter: 5,85 g

Tommelfingerregel:

Tag vægten u om i gram. Mol lige meget hvilket stof det er har det det samme artikler : 6,02* 

Base 

En base er et stof der kan modtage et hydron. Ved en base kan man anvende elektron prik formel. Hvis der er mulighed for et elektron par i elektron prik formel er der stor mulighed for det er base. Der er stoffer der basiske og der er basiske salte. Salter de spalter sig. 

Syre og baser neutralitet

c =

n  V

og dermed

n = c .  V

og

V =

n  c

c = koncentration i mol/L

n = stofmængde i mol

V = volumen i L

H₂SO₄ + 2NaOH  → 2H₂O + Na₂SO₄

1mol      2mol 

1L          2L

Sorg for de passer sammen. 

Sæt et tal foran for at afreagere vores formel. 

PH

H₂O + H₂O ⇋ H₃O⁺ + OH^-

                         ↑         ↑ 

             Oxonium-ion  Hydroxid-ion

% syre eller base

Vandet opfører sig både som syre og base. Syre afgiver en proton og baser modtager en proton. 

⇋ = reaktionen foregår også baglæns. 

Uanset om vandet er surt, basisk eller neutralt så er antallet af H₃O⁺ * OH^- konstant!

Antal molekyler per liter = mol

Antal af H₃O⁺  hedder mol per liter 

Antal af OH^- hedder mol per liter 

Man kan ikke konkludere hvor mange små molekyler der er derfor skriver man mol per liter.  

0,0000001 er det samme som 1,0 * 10^-7 = 1 / 10.000.000

Hvis vand er neutral [H₃O⁺] = [OH^-] = 1,0 * 10^-7 mol per liter 

Kw = [H₃O⁺] *  [OH^-] = (1,0 * 10^-7) * (1,0 * 10^-7)  = 1,0 * 10^-14

PH= -log = lokurymtnen

[H₃O⁺] = (1,0 * 10^-7)

-log (1,0 * 10^-7) er PH’en 7

Tricket er det lille ovenstående tal (i dette tilfælde -7) er det PH’en.   

PH kan ikke blive mindre end 0 og større end 14. 

Hvis man hælder mere syre i end vandet kan tage holder vandet op med at afgive protoner. 

(A) En stærk syre: afgiver alle protoner (H⁺) 100% af tilfældet  

(B) En svag syre: afgiver kun 10 - 15% af gangen alle dens protoner (H⁺). Så oftes er det kun en håndfuld af de protoner den afgiver. 

(C) En stærk base: modtager alle protoner (H⁺) 100% af tilfældet

(D) En svag base: modtager 10-15% af gangen alle dens protoner (H⁺). Så oftes er det kun en håndfuld af de protoner den modtager. 

Syre base neutralisering

H₂SO₄ + 2NaOH  → 2H₂O + Na₂SO₄

Når syre og base neutralisere hinanden giver det altid salt og vand. 

HA + OH^- <----> A- + H20

NaOH + A- <----> H20 + HA

A- <---->  H3O

H20 + HA

NaOH får vi tilsat. 

OH går sammen med H på HA og bliver til H2O.

Derefter har vi Na og A tilbage.

A = resterne af en syre efter den har afgivet sine protoner ( i dette tilfælde er vores A Cl eftersom den passer med Na så det giver salt.) 

vores syre er stærk og det er derfor vi starter på 2 i vores kurve. Først sker der ikke det helt store i vores kurve men lige pludselig lave den en stejl stigning eftersom vores syre falder hurtigt. Ca. ved 8 har ve neutraliseret vores syre. Oppe ved 12 har vi tilsat for meget base og derfor ligger den på 12. 

bassisk salt meget svag base. Det resterende NaCl er lidt bassisk det er derfor den ikke rammer 7 men 8.