labori töövõtted

kippi aparaadi tööpõhimõte

kippi aparaadi tööpõhimõte

Koosneb kolmeosalisest klaasnõust, millest keskmisesse pannakse kivitükikesed, esimesse (ülemisse) pannakse soolhape, mis voolab läbi toru alumisse nõusse ja siis edasi läbi kitsenduse, mis takistab kivikeste sattumist alumisse nõusse.

Puutudes kokku lubjakiviga hakkab CO2 eraldumine. Tekkiv CO2 voolab läbi kraani - kui kraan sulgeda,, siis CO2 rõhk keskmises torus tõuseb ja hape surutakse tagasi alumisse nõusse ning toru kaudu osaliselt ka ülemisse. Kui hape on keskmisest nõust välja tõrjutud, siis reaktsioon lakkab.

Puhta CO2 saamiseks, tuleb see juhtida veel läbi absorberite, mille ülesandeks on siduda HCl aurud ja veeaur.

Reaktsioonivõrrand (KIPPI APARAAT)

CaCO3+2HCl→ CaCl2+H2O+CO2 (CO2 lendub)

CO2 suhtelise tiheduse määramine õhu suhtes (töövahendid)

• Kippi aparaat või CO2 balloon (nagu meil)

• korgiga varustatud 300cm3 seisukolb

• tehnilised kaalud

• mõõtesilinder 250cm3

• termomeeter

• baromeeter

CO2 suhtelise tiheduse määramine õhu suhtes (töö käik)

1. kaalume kolvi ja korgi =m1

2. laseme kolbi CO2 (7-8min jooksul), vooliku ots peab olema peaaegu kolvi põhjani, et gaas ei väljuks voolukimbu teistest harudest. sulgeda kork

3. kaaluda kolb korgiga uuesti =m2

4. fikseerida ruumi temperatuur ja õhurõhk

5. mõõta kolvi maht (kasutan vett ja mõõtesilindrit, kuna kolvi maht on suurem kui mõõtesilindril, siis pean tegema seda kahes jaos ja seejärel tulemused liitma)

6. kasutan baromeetrit, et lugeda sellelt näit (rõhk)

CO2 suhtelise tiheduse määramine õhu suhtes (arvutamine)

• arvutan normaaltingimustel

• gaasi maht kolvis: V0=(PVT0):P0*T

• õhu mass kolvis: m(õhk)= d (õhu tihedus)*V0

• kolvi ja korgi mass m3=m1-m(õhk)

• CO2 mass: m(CO2)=m2-m3

• CO2 suhteline tihedus: D=m(CO2):m(õhk)

• M(CO2)= (m(CO2)*R*T):P*V (Mendelejev-Clapeyron)

Kui mõõdetakse gaaside mahtu, tuleb alati üles märkida…..

temperatuur ja rõhk (sest need mõjutavad gaasi ruumala

normaaltingimustel rõhk ja tempetatuur

P=101325Pa=760mmHg=1atm

T=273,15K

rõhk ja tempetatuur standardtingimustel

P=100000Pa=750mmHg=0,98atm

T=273,15K

Õhu keskmine molaarmass on

29 g/mol (28,96 g/mol)

Õhu keskmine molaarmass on saadud

arvestades lämmastiku ja hapniku vahekorda võttes nende molaarmasside keskmine

Gaasi maht TEMPERATUURI tõstmisel, kui gaasi mass ja rõhk ei muutu

maht SUURENEB (Gay-Lussac)

Gaasi maht RÕHU tõstmisel, kui gaasi mass ja temperatuur ei muutu

maht VÄHENEB (Boyle-Mariotte)

Mida väljendab suhe m(CO2)/m(õhk), kui gaaside massid on mõõdetud ühesugusel rühul, temperatuuril ja ruumalal? Kuidas on see leitud?

See on CO2 suhteline tihedus õhu suhtes (D)

D=m(CO2):m(õhk)

ehk D= m1/m2=M1/M2

Miks tuleb viia CO2 molaarmassi määramisel gaasi ruumala kolvis normaaltingimustele?

• Et saaks uuritavat gaasi käsitleda ideaalgaasina

• (Enamik muid suurusi on arvutatud just normaaltingimustel ja kehtivad meid huvitava gaasi kohta just nendel tingimustel)

Kippi aparaadiga on võimalik saada neid gaase…

CO2, H2,H2S

Pascalite teisendamine mmHg ja atm

1atm=101325Pa

101325Pa=760mmHg

• teed ristkorrutise

• NB! ühikute suurusjärgud

Leida x grammi gaasi maht y atm ja z kraadi Celsiuse juures?

PV=nRT

1. arvutan aine moolid

2. y atm * 101325Pa= rõhk

3. Temperatuur Kelviniteks!!!!

4. V=…

Millegi ruumala on normaaltingimustel x liitrit

a) arvutada mass

b) arvutada kui suur on sellise koguse aine ruumala mingil temperatuuril mingi atm juures

NB! vaata et ühikud on õiged!

a) VP=nRT

b)

• temperatuur kelvinitesse!!!

• atmid pascalitesse arvutada! (1atm=101325Pa)

• V=(nRT):P = x liitrit

Kuidas viia gaasi maht normaaltingimustele, kui teame mahtu mingitel muudel tingimustel?

kõik on standardtingimustel

RH on õhu suhteline niiskus, mille väärtuse saab hügromeetrilt

Kuidas määrasite metalli reageerimisel happega eraldunud vesiniku ruumala?

1. seadsime büretid ühele kõrgusele (vee nivoo mõlemas büretis samal kõrgusel)

2. märkida üles V1 ehk büreti näit

3. valada hape katseklaasi ja selle seinale “kleepida” filterpaberisse mässitud metallitükike (Mg)

4. kukutada tükike happesse

5. võtta büreti näit peale reaktsiooni (vee nivood uuesti ühele kõrgusele ja ss lugeda näit V2)

6. arvutan vahe V3=V1-V2

Kuidas leidsite küllastunud veeauru rõhu suuruse süsteemis?

• laboris olev temp

• → sellele vastav rõhk tabelist

Mg+HCl

Mg+2HCl→MgCl2+H2

Al+HCl

2Al+6HCl→ 2AlCl3+3H2

Miks peavad Mg massi määramisel katse alguses ja lõpus olema vee nivood mõlemas büretis samal kõrgusel?

see garanteerib, et rõhk büretis on võrdne välisrõhuga, vee nivoode vahe (V3) enne ja pärast reaktsiooni annab eraldunud vesiniku mahu

Kas metoodikaga, millega määrasite metalli massi, on võimalik määrata CaCO3 sisaldust lubjakivis? Kui ja, siis kuidas, kui ei, siis miks?

Määrasime metalli massi teades, et metall tõrjub happest gaasi välja.

Seega jah, meetod sobib, sest gaas eraldub

Kui suur on normaaltingimustel ühe mooli vesiniku ruumala?

n=V:Vm V=n*Vm=44,8

Kui suur on vesiniku molaarmass?

2×1=2 g/mol

Kidas sõnastada Daltoni seadus?

Keemiliselt inaktiivsete gaaside segu üldrõhk on võrdne segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga

P=P1+P2+…

Milleks kasutasite areomeetrit?

et leida lahuse tihedus

Kuidas kasutasite areomeetrit?

lasime areomeetri ettevaatlikult mõõtesilindrisse nii, et see ei olnud seinte vastas, vaid hulpis

skaalalt lugesime tiheduse näidu järgi, milleni areomeeter lahusesse sukeldus

Millisel seadusel põhineb areomeetri kasutamine?

Archimedese seadusel

• Archimedese seadus: igale vedelikus või gaasis olevale kehale mõjub üleslükkejõud, mis on võrdeline selle keha poolt välja tõrjutavate vedelike/gaaside kaaluga

• mida suurem on vedeliku/gaasi tihedus, seda suurem on üleslükkejõud ja seda suurema näidu saame areomeetri skaalalt lugeda

Kas lahuste tihedus on suurem või väiksem kui lahusti tihedus?

lahuste tihedus on suurem kui lahusti tihedus

MIllest sõltub lahuste tihedus?

see sõltub lahuse massi ja ruumala suhtest

Kuidas väljendatakse lahuste koostist?

1. normaalsus C(N)

2. molaarsus C(M)

3. molaalsus C(m)

4. moolimurd C(x)

5. ruumalaprotsent

6. massiprotsent C%

Mida väljendab lahuse massiprotsent?

näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses

Mida väljendab lahuse molaarne kontsentratsioon ja kuidas te seda arvutate, teades, et keedusoola mass 250-s mL lahuses on 8g?

• molaarsus näitab lahustunud aine moolide arvu 1L lahuses

• n(aine):V(lahus)

1ml=0,001L

Kuidas arvutatakse molaarne konts. ümber protsendilisuseks?ja vastupidi?

1000* lahuse tihedus* C%:100%=1*C(M)*M(aine)

Milliste lahuste korral saab kasutada komponentide sisalduse suuruse väljendamiseks molaarsust?

vedelad lahused (pmst ka gaaside puhul tho)

Kuidas te määrasite katseliselt NaCl-i sisaldust liiva-soola segus?

mõõtsime kindla koguse segu, lahustasime soola vees

filtreerisime (valasime lahuse läbi filterpaberist volditud filtri kolbi) ja pesime katseklaasi ja filtri põhjalikult

mõõtsime areomeetriga lahuse tiheduse

Kuidas te arvutasite soola massi liiva-soola segus?

arvutasime lahuse massiprotsendi ja selle põhjal soola massi lahuses ning selle alusel soola protsentuaalse sisalduse lahuses

Mitu soola võib olla ühes ja samas lahuses, et saaks määrata nende protsendilist sisaldust tiheduse järgi?

AINULT ÜKS, sest lahustuvuse põhjal saab korraga leida vaid ühe aine protsendilist sisaldust. Segus, kus mõlemad ained on lahustunud, on võimatu leida/eristada kumb kuidas tihedust mõjutab ja palju teda on.

Kui suur on 200g lahuse ruumala, kui tihedus on 1,08g/cm3? Kui palju on selles lahustunud ainet, kui lahuse massiprotsent on 23%?

C%= (lahustunud aine mass*100%): lahuse mass

lahuse tihedus=m(lahus):V(lahus)

Kirjutada H2SO3, Ca(OH)2, H3PO4 elektrolüütilise dissotsiatsiooni reaktsioonivõrrandid astmete kaupa

I H2SO3→ HSO3^- +H^+

II H2SO3^- → SO3^ 2- +H^+

I Ca(OH)2 → CaOH^+ +OH^-

II CaOH^+ → Ca^ 2+ + OH^-

I H3PO4 → H2PO4^- + H^+

II H2PO4^- → HPO4^ 2- +H^+

III HPO4 → PO4³- +H^+

0,01M CH3COOH dissotsiatsioonimäär on 20%. Arvutada (H^+) molaarsus ja osakeste üldarv 1L lahuses

H+ moolid?

C (H^+)?

C=n:V→n=C*V

1CH3COOH <=> 1CH3COO^- +1H^+

1:1 suhe on, seega C(H^+)= 0,01×0,2=0,002M

n(H^+)=0,002×1=0,002mol

hüdrolüüs on

lahustunud soola(de) iooni(de) reageerimine veega, mistõttu soolade vesilahused pole neutraalsed, vaid olenevalt soolast happelised või aluselised (ehk hüdrolüüsi tagajärjel muutub lahuse pH)

hüdrolüüsikonstant on

on hüdrolüüsiprotsessi tasakaalukonstant ja määrab selle füüsilises mõttes hüdrolüüsi pöördumatuse määra

hüdrolüüsiaste on

selle all mõeldakse hüdrolüüsitava soola konts. ja hüdrolüüsitud soola vahelist suhet

SOOLADE HÜDROLÜÜS

vt protost valemid

Mida nimetatakse mõõtelahuseks ja kuidas seda kasutatakse? Millise täpsusega antakse mõõtelahuse konts.?

• mõõtelahus on teadaoleva konts lahus

• kasutatakse mahtanalüüsis

• antakse viie tüvekohaga nt: 0,12345

Mis on tiitrimine?

tiitrimine on mõõtelahuse lisamine uuritavale lahusele (ehk protseduur kus reaktsiooniks kulunud ühe aine täpse konts. lahuse koguse järgi leitakse teise aine lahuse konts)

ehk mõõtelahusega mingi aine lahuse konts leidmine

Milline töövahend on bürett? Kuidas ja milleks kasutati? Millise täpsusega tuleb võtta lugem büretilt?

• bürett on klaasist gradueeritud, enamasti silindrikujuline laboriseade, mille alumises otsas on kraan

• kasutati mõõtelahuse uuritavasse lahusesse tilgutamiseks

• täpsus: 0,05mL

Milline töövahend on pipett? Kuidas ja milleks kasutati?

• pipett on (enamasti gradueeritud (ühikutega) varustatud) instrument, mida kasutatakse kindla ruumalaga vedeliku viimisekd kuhu vaja (nt kolbi)

• pipett meie puhul oli klaastoru, mis suleti ühest otsast pipetipumbaga (sellega sai kontrollida lahuse väljalaskmist ja sissetõmbamist)

• kasutasime pipeteerimiseks

Kuidas arvutati uuritava lahuse konts. tiitrimistulemuste põhjal? Kirjutada reaktsioonivõrrand, arvutusvalemid, selgitada, kuidas on saadud vastavad andmed arvutamiseks?

• (V(NaOH)*CM(NaOH)):V(HCl)=…

• võrrand: HCl+NaOH→NaCl+H2O

• valemid:

C(M(HCl-tegelik))= (V(NaOH)*CM(NaOH-katse tulemus; stöhhiomeetriapunkt)):V(HCl)=…

m(aine)=V(lahus)*tihedus*(C%:100)=….g

m(HCl)=m:tihedus

C%=m(aine):m(HCl)

m(H2O)=m(lahus)-m(aine)=V(lahus)*tihedus-m(aine)

CM(HCl)=n(aine):V(lahus)

• andmete saamine:

NaOH-d tilgutati happesse stöhhiomeetriapunkti saabumiseni (mina tegin 5x, sain 3 sama tulemust)

valmistatava lahuse massiprotsent ehk konts anti (tabelist kindel arv)

konts soolhappe maht - tabel

vee maht - tabel

Selgitada stöhhiomeetrilise punkti mõistet. Kuidas seda leida happe ja aluse tiitrimisel?

• see on seisund, kus lahuses pole enam uuritvat ainet ega ka mõõtelahust

• tiitrides happele alust (v vastupidi) toimub neutralisatsioonireaktsioon, mille tulemusel tekivad vesi ja vastavate ainete sool; hape ja alus peavad olema nii, et kumbagi pole üle või puudu ehk me otsime siis punkti, mil reaktsioon on täpselt neutraalne

MIs on indikaatorid?Millist indikaatorit kasutati antud töös ja milline on selle värvus eri keskkondades?pöördeala on?

• indikaatorid on keemillised ühendid, mis reageerib stöhhiomeetriapunkti seisundile muutes värvi

• töös kasutati fenoolftaleiini, mis on aluselises keskkonnas punane ja happelises värvitu

• pöördeala on pH-vahemik, milles indikaator muudab oma värvi

fenoolftaleiin on

happelises värvitu ja aluselises punane

metüülpunane on

happelises punane ja aluselises kollane

Mida tähendab molaarne kontsentratsioon?

CM lahustunud aine moolide arv liitri lahuse kohta

n(aine):V(lahus)

Arvutada KOH lahuse konts, kui 20ml selle lahuse neutraliseerimiseks kulus 50ml 0,05M HCl lahust. Kui palju kuluks sellise lahuse neutraliseerimiseks 0,05M väävelhappelahust?

KOH+HCl→ KCl+H2O

CM(KOH)=(50×0,05):20=0,125M

2KOH+H2SO4→K2SO4+2H2O

n(KOH)=0,125×20=1,25mol

V(H2SO4=1,25:0,05=25mL

Millist karedust nimetatakse üldkareduseks?

ÜK on Mg2+ ja Ca2+ konts vees

Millist karedust nimetatakse karbonaatseks kareduseks?

HCO3- ja CO3 2- kont vees

Kuidas väljendatakse vee karedust? Mis on kareduse ühikuks?

• kaltsiumi, magneesiumi ja vesinikkarbokatioonide üheaegne sisaldus vees

• 1mmol/dm3

Miks suurendab kare vesi pesupesemisvahendi kulu?

pesuvahend reageerib osaliselt karedust põhjustavate ioonidega

Milliseid vee pehmendajaid lisatakse pesupulbritele?Millel põhineb nende toime?

polüfosfaate ja orgaanilisi kompleksimoodustajaid, mis seovad Ca2+ ja Mg2+ püsivateks vees lahustuvateks kompleksideks

nt: etüüldiamiin tetraäädikhape või triloon-B

Millised reaktsioonid toimuvad looduslikus vees kuumutamisel üle 65kraadi C?

vees sisalduvad vesinikkarbonaadid hakkavad lagunema: 2HCO3- →CO3 2- + H2O

sellest tingituna reaktsioonid:

Ca2+ + 2HCO3- → CaCO3(sade)+CO2+H2O

Mg2+ +2HCO3- →Mg(OH)2 (sade) + 2CO2

mille tulemuseks on katlakivi (ehk sademe) teke

Kuidas te määrasite karbonaatse kareduse?Kui suur oli saadud tulemus?

Määrasime tiitrides indikaatoriga kraanivette 0,1M HCl-i kuni lahuse värvus indikaatori mõjul muutus. Fikseerisime näidu büretil ning arvutasime.

K(HCO3-)= (näit*0,1M*1000):100×1 (mul 2,5 mmol/dm3)

ÜK (Me2+)= (näit*0,025M*1000):100= mul 1,925 mmol/dm3

JÜK= (Näit*0,005×1000):100×1= mul 0,05 mmol/dm3

Milleks ja kuidas te kasutasite vee kareduse töös triloon-B 0,025M ja 0,005M lahust?

triloon-B 0,025M: vee ÜK määramiseks

triloon-B 0,005M: JÜK (peale vee pehmendamist ehk sellega tiitrisime pehmendatud vett)

need on mõõtelahused - kasutasime neid, et leida stöhhiomeetriline punkt

Mis on ioonvahetajad?

ehk ioniidid on (teatud kõrgmolekulaarsed ühendid või Ca-,Al-silikaadid) ühendid, milel on võime absorbeerida oma pinnale lahustes anioone või katioone.

Milliste kationiidide/anioniidide abil saab destilleeritud veele sarnast vett?

Destilleeritud veele sarnast vett saadakse vee juhtimisel läbi H-kationiidi ja OH-anioniidi

Kas kasutatud kationiide on võimalik regenereerida? näide

Jah

nt: Na-kationiidi puhul kasutada 7-8%list naatriumkloriidilahust (see küllastab filtri taas Na+ ioonidega ja viib sealt välja Ca2+ ning Mg2+ ioonid)

Vee karboaatne karedus on 2,8 ja ük 4,6 mmol/dm3. Kumma näitaja järgi saab arvutada vee keetmisel moodustuva katlakivi massi?

karbonaatse kareduse järgi

Vee karboaatne karedus on 2,5 ja ük 4,8 mmol/dm3. Kui palju CaCO3 tekib 5m3 vee keetmisel?

Ca2+ + 2HCO3- → CaCO3 (sadeneb) -CO2-H2O

n (HCO3-)=2,5×2=12,5mol

n(Ca2+)=4,8×5=24mol

M=40+12+3×16=100g/mol

m(CaCO3-)=6,25×100=625g

redoksreaktsioonid

reaktsioonid, mis on seotud elektronide üleminekuga ühelt aatomilt teisele

redutseerija

element/ühend, mis loovutab elektrone, o.a kasvab

oksüdeerija

element/ühend, mis seob/liidab elektrone, o.a kahaneb

oksüdatsiooniaste

arv, mis näitab elemendi/ühendi laengut

elektroodi potentsiaal

potentsiaal, mille metallelektrood omandab vastava metalli katioone sisaldavas lahuses

galvaanielement

elektromootorjõu tekitaja(,keemiline energia muutub elektrienergiaks) (pmst patarei või aku)

anood

elektroodil toimub oksüdeerimine (neg potents metall)

katood

elektroodil toimub redutseerimine (pos potents metall)

galvaanielemendi elektromootorjõud

põhjus, mis tekitab ja säilitab vooluringis elektrivoolu

metallide pingerida

metallielektroodide rida järjestatuna nende standardsete redokspotentsiaalide järgi

OSKA REDOKSREAKTSIOONE

elektrokeemiline korrosioon

toimub elektrolüüte sisaldavates keskkondades ja seda põhjustavad elektrokeemilised reaktsioonid metalli ja elektrolüüdi kokkupuutepipnnal

võimalused metallide kaitsmiseks korrosiooni eest

• metallkatted

• inhibiitori lisamine

• värvkatted

• oksiid- ja fosfaatkatted

• kaitsemääre

• protektorkairse

• anood-ja katoodkaitse

inhibiitor

aine, mis vähendab korrosiooni kiirust

protektorkaitse

kaitstava metalli ühendamine temast pingereas eespool oleva metalliga

Selgitada, kuidas iseloomustab metalli keemilist aktiivsust tema asukoht pingereas?

kõige aktiivsemad on need, mis kõige esimesed/vasakpoolsemad ehk enne H2. Aktiivsus väheneb vasakult paremale

redokspotentsiaal suureneb vasakult paremale

Mida nimetatakse standardseks redokspotentsiaaliks?

teiste elektroodide potentsiaalid vesinikelektroodi suhtes standardolekus

Kuidas tekib galvaanipaar?

kahe metalli kokkupuutel

ehk tekib metallide vahel, see metall ,mis on suurema potents on katoodiks ja väiksema potents on anoodiks

ehk vasakul pingereas on anood ja mida paremal= on katood

mis on galvaanipaaris redoksreaktsioonide liikumapanevaks jõuks? Kuidas seda arvutada?

• Liikuma panevaks jõuks on elektronide liikumine

• delta Ekraad= E(oks.-ja katood)- E(red.-ja anood)

Milles seisneb metallide korrosioon?Liigid?

korrosioon on metallide hävimine, mis on tingitud ümbritseva keskkonna mõjust (temperatuur, mehaanilised jõud),

korrosioon on reaktsioon ümbritsevas keskkonnas sisalduvate ainetega

liigid: keemiline, elektrokeemiline, biokorrosioon, erosioonkorrosioon

Kuidas kaitsta metalli korrosiooni eest?

• kaitsekate: metall-,oksiid-,fosfaatkate

• inhibiitori lisamine keskkonda:vähendab reaktsiooni kiirust

• elektrokeemiline kaitse: protektor-,anood-,katoodkaitse

Milles seisneb protektorkaitse?

Metall roostetab siis, kui ta osutub anoodiks, seega kui ühendada metallile mingi mõni temast pingereas eespool asuv metall (millel väiksem E0 väärtus), siis saab anoodiks see eespool olev metall

pmst teed anoodist katoodi (pmst)

Mis on inhibiitorid ja kuidas neid kasutatakse?

• ühendid, mis aeglustavad reaktsiooni kiirust

• kasutatakse tööstuses, kus metallid puutuvad kokku happelahustega (ka nt katlakivi eemaldamise lahustes, autode jahutusvedelikes)

Millised reaktsioonid toimuvad kui HCl lahuses olev tsingigraanul viia kontakti vasktraadiga?

toimub reaktsioon, kus tekib tsingi sool, eraldub vesinik

Milline reaktsioon toimub, kui alumiiniumgraanul panna kokku CuCl2 vesilahusega?

redoksreaktsioon

tekib Al sool

Al katab vasekiht

Kuidas korrodeerub tinatud raudplekk?

rauast saab tina tõttu anood ja tinast katood, reaktsioon toimub kokkupuutepinna lähedal, antud olukorras plekkservadel

vigastunud osades oleks Fe2+ tõestava lahusega kokkupuutel näha sinist värvust ehk eralduvaid raudioone

Korrosiooni korral on anoodiks?

pingereas eespool olev

Korrosiooni korral hävivad millised metallid?

anood ehk see, mis on pingereas eespool, see hävib