skripta.pdf

Grafiki fakultet

Sveuilita u Zagrebu

kolska godina 2007/08

Fizike veliine su mjerljiva svojstva fizikih objekata, zbivanja ili stanja (npr. masa, duljina, mnoina ili koliina tvari, termodinamika temperatura, duljina, maseni udjel itd.). Fizike veliine imaju svoja imena (nazive) i znakove (simbole). Simboli fizikih veliina piu se kosim slovima (kurziv ili italic). Meunarodni sustav (SI) jedinica temelji se na sljedeim osnovnim veliinama i jedinicama:

Fizika veliina Jedinica Ime Znak Ime Znak

duljina l metar m masa m kilogram kg

vrijeme t sekunda s elektrina struja I ampere A termodinamika

temperatura

T

kelvin

K mnoina n mol mol

intenzitet svjetlosti IV candela cd Izvedene veliine i jedinice definirane su odnosima osnovnih veliina i jedinica. Najee koritene izvedene veliine prikazane su u sljedeoj tablici:

Fizika veliine Ime Znak jedinice Definicija sila njutn N kg m s-2

tlak paskal Pa kg m-1 s-2

energija dul J kg m2 s-2

snaga vat W kg m2 s-3

elektrini naboj kulon C As Neke jedinice koje nisu u okviru SI, ali su iznimno doputene ili se esto susreu u praksi prikazuje sljedea tablica:

Fizika veliina Jedinica Ime Znak Ime Znak

Vrijednost u SI jed.

duljina l ngstrm 10-10 m obujam V litra L 10-10 m3

masa m tona t 103 kg mu u.a.m. u 1,66 10-27 kg

tlak p bar bar 105 Pa

Ope fizike konstante su izvedene fizike veliine koje u okviru dogovornog sustava imaju konstantnu (stalnu) brojanu vrijednost.

Konstanta Znak Vrijednost Avogadrova NA 6,023 1023 mol-1

Boltzmanova k 1,38 10-23 JK-1

Planckova h 6,626 10-34 Js Faradayeva F 9,6485 104 Cmol-1

Opa plinska R 8,314 Jmol-1K-1

Brojane vrijednosti fizikih veliina kreu se unutar vie redova veliine. Kako bi se pojednostavnilo pisanje vrlo velikih i vrlo malih brojanih vrijednosti fizikih veliina, preporuuju se sljedei prefiksi koji dolaze ispred jedinice neke fizike veliine (masnim slovima oznaene su one koje se najee susreu u praksi):

Faktor Ime Znak 1024 jota Y 1021 zeta Z 1018 eksa E 1015 peta P 1012 tera T 109 giga G 106 mega M 103 kilo k 102 hekto h 101 deka da 100 - - 10-1 deci d 10-2 centi c 10-3 mili m 10-6 mikro 10-9 nano n 10-12 piko p 10-15 femto f 10-18 ato a 10-21 zepto z 10-23 jokto y

Gustoa neke tvari, pri danoj temperaturi, definira se kao masa te tvari u jedinici volumena:

gustoa = masa / volumen

Vm=

U meunarodnom sustavu mjernih jedinica gustoa se izraava u kilogramima po metru

kubinom (kg m-3). U tablicama nalazimo gustoe tvari izraene u razliitim jedinicama, npr. g mL-1, g cm-3, g dm-3, kg dm-3. Pri tome se mijenjaju samo mjerni brojevi gustoe, ovisno o jedinicama mase i volumena. Gustoa tvari ovisi o temperaturi, tako da svaki podatak za gustou mora sadravati jo i napomenu pri kojoj je temperaturi ta gustoa tvari izmjerena. Openito, gustoa tvari se smanjuje kad se temperatura povisi, a raste kada se ona sniava. Izuzetak je voda koja ima najveu gustou pri 3.98C.Na toj temperaturi njezina gustoa iznosi 1 g cm-3. Iznad i ispod te temperature gustoa vode je manja od 1 g cm-3. Gustou tekuina u laboratoriju odreujemo pomou piknometra ili pomou areometra. Areometrom se odreuje gustoa tekuina i sa tonou 0,001 g cm-3. Za vrlo tono odreivanje gustoe tekuina upotrebljavaju se piknometri.

Piknometar Areometar

Areometar je instrument kojim se brzo odreuje gustoa tekuina. Konstrukcija areometra je zasnovana na zakonima ravnotee u hidrostatici. Areometar je s obje strane zataljena staklena cijev, koja je u donjem dijelu (rezervoar areometra) proirena. U tom dijelu je olovna sama, koja omoguava da areometar vertikalno lebdi u tekuini. Skala za oitavanje gustoe nalazi se u gornjem suenom dijelu (vrat) areometra. Stavljanjem areometra u tekuinu, dolazi do uspostavljanja ravnotee izmeu teine areometra i visine tekuine, koja je proporcionalna gustoi. U zavisnosti od gustoe tekuine areometar tone do razliite dubine. to je gustoa vea areometar manje tone, i obratno. itanje gustoe se vri tako to se na skali areometra ita oznaka koja se poklapa sa nivoom tekuine. Pritom areometar daje najtoniju vrijednost kada se mjerenje vri na temperaturi koja je oznaena na njegovoj skali. Skala areometra obino je badarena za sobnu temperaturu. Temperatura je oznaena na svakom areometru.

U otopinama elektrolita, kao to su kiseline, baze i soli, nalaze se elektriki nabijene estice tih tvari ili ioni. Kaemo da u otopinama dolazi do disocijacije. Tvari koje disociraju u veoj mjeri zovemo jakim elektrolitima, a one koje slabo disociraju slabim elektrolitima. Otopine jakih elektrolita dobro provode elektrinu struju, a otopine slabih elektrolita slabo. Jaki su elektroliti, npr., sulfatna kiselina, nitratna kiselina i veina soli, a slabi su elektroliti, npr., octena kiselina, amonijev hidroksid, cijanidna kiselina.

ista je voda takoer disocirana. Proces disocijacije vode prikazuje se jednadbom:

H2O H+ + OH-

Umnoak koncentracija iona H+ i OH- u vodi (Kw), naziva se ionski produkt vode koji pri 25oC iznosi Kw = 10-14 mol2 dm-6.

[H+] [OH-] = Kw = 10-14 mol2 dm-6 Kako voda ionizira na jednak broj H+ iona i OH- iona, iz ovoga proizlazi da pri 25oC u potpuno istoj vodi, koncentracija H+ i OH- iona iznosi 10-7 mol dm-3:

[H+] = [OH-] = 10-7 mol dm-3.

Povea li se u vodenoj otopini koncentracija H+ iona dodatkom neke kiseline, smanjit e se koncentracija OH- iona i to tako da produkt koncentracija H+i OH- iona opet bude 10-14 mol2 dm-6. Otopina se isto ponaa ako se u nju doda luina; poveava se koncentracija OH- iona, a smanjuje koncentracija H+ iona. Produkt njihovih koncentracija je stalan i pri 25oC iznosi 10-14 mol2 dm-6.

Kada je u otopini koncentracija H+ iona jednaka koncentraciji OH- iona, otopina je

neutralna. Kisele su one otopine u kojima je koncentracija H+ iona vea od koncentracije OH- iona, a lunate su one otopine kod kojih je koncentracija H+ iona manja od koncentracije OH- iona. Znai:

NEUTRALNA OTOPINA: [H+] = [OH-] = 10-7 mol dm-3KISELA OTOPINA: [H+] > 10-7 mol dm-3; [OH-] < 10-7 mol dm-3LUNATA OTOPINA: [H+] < 10-7 mol dm-3 ; [OH-] > 10-7 mol dm-3

Prema tome, koncentracija H+ iona slui kao mjera za kiselost ili lunatost otopina. Da se

pojednostavi izraavanje koncentracije vodikovih iona, danski kemiar Sorensen, predloio je da se koncentracija H+ iona izraava tzv. vodikovim eksponentom (pH) kojeg je definirao izrazom:

pH = -log[ H+ ]. pH je bezdimenzijska veliina.

jako lunato

slabo lunato slabo kiselo

jako kiselo

KISELA OTOPINA: pH < 7 NEUTRALNA OTOPINA: pH = 7 LUNATA OTOPINA: pH > 7

Grafiki prikaz:

Analogno pH, moe se koncentracija hidroksidnog iona izraavati veliinom pOH:

pOH = - log ([OH-] / mol dm-3)

Logaritmiranjem izraza za ionski produkt vode dobiva se relacija: pH + pOH = 14 Odreivanje pH vodenih otopina izvodi se kolorimetrijski ili elektrokemijski:

Kolorimetrijsko odredivanje pH nije osobito tono, ali se u praksi upotrebljava zbog jednostavnosti i mogunosti brzog odreivanja. Za kolorimetrijsko odreivanje pH slue indikator papiri ili indikatorske otopine. Indikatori su tvari koje stupaju u vidljivu kemijsku reakciju s otopinom kojoj se eli odrediti koncentracija H+ - iona. Naime, indikator unutar odreenog pH podruja mijenja boju. Postupak s indikator papirom je najjednostavniji, ali slui samo za priblinu orijentaciju jer pogreka i pri najtonijem radu iznosi oko 0.5 - 1 pH jedinicu.

Od indikator papira spomenut emo: crveni i plavi lakmus papir pomou kojih se moe lako vidjeti da li je otopina kisela,

neutralna li lunata. Ako je otopina kisela, plavi e lakmus papir pocrveniti, a crveni ne mijenja boju. U lunatoj otopini plavi lakmus papir ne mijenja boju, a crveni poplavi i konano, u neutralnoj otopini i crveni i plavi lakmus papir ostaju nepromijenjeni.

univerzalni indikator papir ; mjerno mu podruje iznosi od 0 do 14 pH jedinica. Uz papir nalazi se obojena skala pomou koje se moe oitati pH vrijednost.

Odreivanje kiselosti ili bazinosti supstance na osnovu obojenosti lakmus-papira

JAKE KISELINE SLABE KISELINE naziv formula naziv formula

Klorovodina kiselina Borna kiselina Bromovodina kiselina Octena kiselina Jodovodina kiselina Fosforna kiselina

Perklorna kiselina Ugljina kiselina

Duina kiselina Sumporovodina kiselina

Sumporna kiselina Sumporasta kiselina Indikatori za kiseline:

Naziv baze Formula Natrijev hidroksid Kalijev hidroksid Kalcijev hidroksid

Vodena otopina amonijaka Indikatori za luine:

Elektrokemijsko odreivanje pH brzo je i tono, ali je za takvo odreivanje potreban pH-metar, tj. voltmetar, kalibriran na pH, kojim se pH odreuje mjerenjem elektromotorne sile u eliji izmeu indikatorske (radne) i referentne elektrode. Kao radna elektroda koristi se staklena elektroda, a kao referentna elektroda zasiena kalomel elektroda.

Mnoge kemijske reakcije osjetljive su na promjenu pH vrijednosti. One teku dobro samo ako se odvijaju u sredini u kojoj je pH konstantan. Konstantnost pH moe se postii dodatkom pufera. Puferi su smjese slabih kiselina i njihovih soli ili slabih luina i njihovih soli, a imaju svojstvo da odravaju konstantan pH otopine. Oni neznatno mijenjaju pH kada se razrjeuju vodom, a razmjerno malo mijenjaju pH ako im se doda jaka kiselina ili jaka luina, uz uvjet da pufera ima vie od dodane kiseline ili luine.

Najjednostavniji puferi jesu: acetatni - koji je smjesa CH3COOH i CH3COONa amonijakalni - koji je smjesa NH4OH i NH4Cl.

1. Acetatni pufer je smjesa octene kiseline, CH3COOH i natrijeva acetata, CH3COONa. Dodatkom neke jake kiseline, npr. HCl, aktivna komponenta biti e natrijev acetat, tonije acetatni ioni, a reakcija e se odvijati prema jednadbi:

CH3COO- + Na+ + H+ + Cl- CH3COOH + Na+ + Cl- ili u skraenom obliku:

CH3COO- + H+ CH3COOH Reakcijom se slobodni acetatni ioni pufera veu sa slobodnim vodikovim ionima dodane jake kiseline, pri emu nastaje slabo ionizirana octena kiselina. Na ovaj se nain iz otopine uklanja sav viak dodanih vodikovih iona, odnosno smanjuje se koncentracija vodikovih iona. Djelovanje pufera traje dok se ne utroe raspoliivi acetatni ioni prisutnog pufera. Svaki daljnji dodatak jake kiseline znatno e poveati koncentraciju vodikovih iona, odnosno kiselost otopine. Dodatkom neke jake baze, npr. NaOH, aktivna komponenta pufera biti e octena kiselina. Reakcija se odvija prema jednadbi:

CH3COOH + Na+ + OH- CH3COO- + Na+ + H2O

ili u skraenom obliku: CH3COOH + OH- CH3COO- + H2O

Odvija se reakcija neutralizacije izmeu dodane jake baze i slabe octenom kiselinom pufera koja se postepeno ionizira tijekom reakcije neutralizacije iz razloga to se naruava ravnotea ionizacije. Djelovanje pufera traje dok se tijekom neutralizacije ne potroi sva octena kiselina. Dodatkom i najmanje koliine jake baze znatno e poveati pH vrijednosti otopine. 2. Amonijev pufer je smjesa amonijeve luine, NH4OH i amonijeva klorida, NH4Cl. Dodatkom neke jake kiseline, npr. HCl, odvija se reakcija neutralizacije:

NH4OH + H+ + Cl- NH4+ + Cl- + H2O ili skraeno:

NH4OH + H+ NH4+ + H2O Slaba amonijeva baza postepenom ionizacijom tijekom neutralizacije oslobaa potrebne hidroksilne anione koji neutraliziraju vodikove katione jake kloridne kiseline. Pufer se protivi poveanju kiselosti otopine, odnosno smanjenju pH vrijednosti. Dodatkom jake baze, npr. NaOH, ulogu aktivne komponente puferaima amonijev klorid, tj.amonijevi kationi, NH4+:

NH4+ + Cl-+ Na+ + OH- NH4OH + Na+ + Cl- Reakcijom nastaje slabo ionizirana amonijeva baza, NH4OH i zbog uklanjanja iz otopine hidroksilnih iona dodane jake baze ne dolazi do poveanja alkalnosti otopine, odnosno poveanja pH vrijednosti.

Ako se otopini neke jake kiseline dodaje otopina jake baze, u otopini se koncentracija H+ iona smanjuje, dok se koncentracija OH- iona poveava. Dodana luina uklanja iz otopine H+ ione reakcijom neutralizacije, koju u najjednostavnijem obliku piemo:

H+ + OH- H2O.

Meusobnom reakcijom otopina kiselina i baza nastaju otopine soli, jer kation baze i anion kiseline ne sudjeluju u reakciji neutralizacije.

NaOH + HCl Na+ + OH- + H+ + Cl- Na+ + Cl- + H2O

Hidroliza je reakcija suprotna neutralizaciji. Otapanjem u vodi soli mijenjaju neutralnu reakciju vode. Otopine soli mogu reagirati neutralno, kiselo ili bazno, ovisno o tome da li sol sadri anion slabe kiseline ili slabe baze. Naime, anioni slabe kiseline, odnosno kationi slabe baze reagiraju s molekulama vode, pri emu nastaju molekule slabe kiseline, odnosno slabe baze i oslobaaju se H+ ioni ili OH- ioni. Reakcije izmeu soli i vode mogu se promatrati kroz etiri osnovna sluaja:

1. Hidroliza soli, nastale neutralizacijom jake kiseline i slabe baze

NH4NO3 + H2O NH4+ + NO3- + H+ + OH- NH4OH + H+ + NO3-

disocijacija hidroliza kation slabe baze

2. Hidroliza soli, nastale neutralizacijom slabe kiseline i jake baze

KCN + H2O K+ + CN- + H+ + OH- HCN + K+ + OH- disocijacija hidroliza

anion slabe kiseline

3. Hidroliza soli nastale neutralizacijom slabe kiseline i slabe baze (oba iona podlona su hidrolizi)

CH3COONH4 + H2O CH3COO- + NH4+ + H+ + OH- CH3COOH + NH4OH

disocijacija hidroliza

anion slabe kise kation slabe baze

4. Hidroliza soli, nastale neutralizacijom jake kiseline i jake baze (ne dolazi do reakcije s ionima vode)

NaCl + H2O Na+ + Cl- + H+ + OH- Na+ + Cl- + H+ + OH-

disocijacija hidroliza kation jake baze anion jake kiseline

Princip volumetrije sastoji se u mjerenju volumena otopine reagensa tono poznate koncentracije (standardna otopina) koji je utroen za kvantitativnu reakciju s ispitivanom tvari. Koliina ispitivane tvari rauna se iz izmjerenog volumena standardne otopine, zbog ega se analiza zove volumetrija. Standardna otopina dodaje se iz birete, a supstancija koja se odreuje titrira se. Stoga se taj postupak naziva titracija. Da je reakcija zavrena, tj. da je dodana ekvivalentna koliina reagensa, pokazuju indikatori. Prva suvino dodana kap standardne otopine u momentu zavretka reakcije (tzv. toka zavretka reakcije ) reagira s dodanim indikatorom tako da u otopini nastane promjena boje. Metode neutralizacije osnivaju se na reakcijama neutralizacije, kiselina bazama, ili baza kiselinama, npr.,

HCl + NaOH NaCl + H2O

H2SO4 + 2 KOH K2SO4 + 2 H2O Reakcija se odvija samo izmeu iona H+ i OH- pri emu se stvara slabo disocirana voda pa osnovna jednadba neutralizacije glasi:

H+ + OH- H2O.

Metoda neutralizacije slui za kvantitativno volumetrijsko odreivanje kiselina i baza. Volumetrijsko odreivanje vri se na sljedee nain: tono odreeni volumen ispitivane otopine otpipetira se u Erlenmayerovu tikvicu, doda se nekoliko kapi indikatora i smjesa se titrira standardnom otopinom.

Pipetiranje tekuine

Standardna otopina dodaje se iz birete tako dugo dok njena koliina bude ekvivalentna koliini traene tvari u ispitivanoj otopini, tj. dok reakcija izmeu reagensa i titrirane tvari bude zavrena.

Za vrijeme titracije jednom rukom pomou pipca regulira se brzina istjecanja otopine iz birete, a drugom se otopina stalno mijea krunim okretanjem tikvice. Brzina dodavanja otopine poinje se usporavati im se oko kapi dodane otopine jasno vidi promjena boje indikatora. Nakon zavrene titracije na bireti se oita volumen utroene standardne otopine i pomou njega rauna koncentracija ispitivane otopine odnosno koliina tvari koja se odreuje.

Titracija je proces za odreivanje volumena otopina koji je potreban za reakciju (za neutralizaciju) s koliinom druge tvari. Npr. Titriranje otopine klorovodine kiseline, HCl, otopinom natrijeve luine, NaOH. Koncentracija NaOH je poznata, a koncentraciju HCl morate odrediti. Vodikov ion iz kiseline reagira s hidroksid-ionom iz luine u omjeru 1:1 i daju vodu prema reakciji:

H+(aq) + Cl(aq) + Na+(aq) +OH(aq) H2O(l) + Na+(aq) + Cl(aq)

Kada otopinu HCl titriramo s otopinom NaOH, pH kisele otopine u poetku je nizak. Kako dodajemo luinu, pH se mijenja postepeno, do priblino toke ekvivalencije, kada se pomijeaju ekvivalentne koliine kiseline i luine. U blizini toke ekvivalencije pH raste veoma brzo, kako je prikazano na grafu.

Graf titracije NaOH HCl

Poslije toke ekvivalencije promjene pH su opet postepene prema veim vrijednostima, do potpunog mirovanja s dodatkom luine. Prema volumenu utroenog NaOH odrediti ete koncentraciju HCl.

Acidimetrija je volumetrijska metoda odreivanja neke luine titracijom sa standardnom otopinom kiseline. Kao standardna otopina najee se upotrebljava otopina kloridne kiseline koncentracije 0.1 M. Jednadba titracije:

NaOH + HCl NaCl + H2O

toka ekvivalencije: n (NaOH) = n (HCl) c(NaOH) V(NaOH)=c(HCl) V(HCl) c(NaOH)/moldm-3 = c(HCl) V(HCl) / V(NaOH)

Alkalimetrija je metoda odreivanja neke kiseline sa standardnom otopinom luine. Standardna otopina u alkalimetriji je najece otopina natrij-hidroksida koncentracije 0.1 M. Jednadba titracije glasi:

H2SO4 + 2 NaOHNa2SO4 + 2 H2O toka ekvivalencije: 2n(H2SO4)=n(NaOH)

2 c(H2SO4) V(H2SO4) = c(NaOH) V(NaOH) c(H2SO4)/moldm-3 = c(NaOH) V(NaOH) / 2 V(H2SO4)

Sustavi u kojima su mogue reakcije oksidacije i redukcije moraju imati dva sredstva, jedno oksidacijsko,a drugo redukcijsko. Reakcije oksidacije i redukcije povezane su prijenosom elektrona. Ako se promatra, npr., reakcija klora s kalijem:

2 K + Cl2 2 K+ + 2 Cl-,

vidi se da su prije reakcije oba elementa imala naboj nula. Poslije zavretka reakcije atomi elemenata prelaze u ione. Ion kalija ima pozitivan naboj ,a ion klora negativan. Proces u kojem neki atom otputa jedan ili vie elektrona i pri tome gubi naboj naziva se oksidacija. Suprotan proces primanja elektrona naziva se redukcija. Procese oksidacije i redukcije prikazuje se parcijalnim jednadbama:

K - e- K+ oksidacija Cl2 + 2e- 2 Cl- redukcija

Radi jednostavnijeg razmatranja redoks reakcija uveden je pojam oksidacijskog broja. Porast oksidacijskog broja nekog elementa pokazuje da je dolo do oksidacije tog elementa, a smanjivanje oksidacijskog broja pokazuje da je dolo do redukcije. Promjenu oksidacijskog broja odreuje broj elektrona koji su u tijeku reakcije preli s atoma jednog elementa na atome drugoga. Iz toga slijedi da je kod ionskih spojeva oksidacijski broj jednak naboju koji je element primio ili izgubio. Npr., oksidacijski broj kalija u kalij-kloridu jednak je +1, a klora -1.

Kod spojeva s kovalentnom vezom, oksidacijski broj treba pripisati svakom elementu na osnovi dogovorenih pravila:

1) Oksidacijski broj svih elemenata u elementarnom stanju je nula (0), 2) Oksidacijski broj vodika u spojevima je (+1), osim u hidridima metala, gdje je oksidacijski broj vodika (-1), 3) Oksidacijski broj kisika u spojevima je (-2), osim u peroksidima, kod kojih je oksidacijski broj kisika (-1), 4) Suma svih oksidacijskih brojeva elemenata, koji se nalaze u spoju mora biti jednaka nuli, 5) Suma svih oksidacijskih brojeva elemenata u ionima mora biti jednaka naboju iona.

Ona tvar koja se u procesu redoks reakcije oksidira (otputa elektrone), zove se reducens, a ona tvar koja se reducira (prima elektrone) zove se oksidans. Jednadbe oksidacije i redukcije moraju se tako postaviti da broj elektrona to ih daje reducens bude jednak broju elektrona to ih prima oksidans. Prilikom redoks-procesa moe se mijenjati broj koordiniranih kisikovih atoma oko atoma koji mijenja svoj stupanj oksidacije. Broj koordiniranih kisikovih atoma raste s porastom stupnja oksidacije, odnosno smanjuje se opadanjem stupnja oksidacije centralnog atoma. Potrebne kisikove atome mogu dati (kod procesa oksidacije) ili primiti (kod procesa redukcije) molekule, odnosno ioni vode (kao glavnog otapala u kome se odvijaju kemijske reakcije). Openito vrijedi:

(a) u kiseloj otopini je akceptor kisikova iona vodikov ion (H+), a donor kisikova iona molekula H2O:

2H+ + O2- H2O (b) u lunatoj otopini je akceptor kisikova iona molekula H2O, a donor je ion OH-:

H2O + O2- 2OH- Primjer br 1. Proces oksidacije srebro(II)sulfida koncentriranom nitratnom kiselinom:

Ag2S + HNO3 AgNO3 + NO2 + S + H2O

Potrebno je odrediti koeficijente tako da najprije odredimo oksidacijske brojeve svih elemenata koji sudjeluju u kemijskoj reakciji: (+1) (-2) (+1)(+5)(-2) (+1) (+5)(-2) (+4) (-2) (0) (+1) (-2)

Ag2S + HNO3 AgNO3 + NO2 + S + H2O

Vidimo da se mijenjaju samo oksidacijski brojevi sumpora i duika. Moemo napisati jednadbu redukcije nitrat-iona u NO2, koja se dogaa u kiseloj sredini, to znai da u reakciji sudjeluju H+ ioni: (+5) (+4)

NO3- + 2 H+ + e- NO2 + H2O NO3- ion (oksidacijsko sredstvo) prima jedan elektron uz otputanje jednog kisikovog iona kojeg primaju dva vodikova iona (akceptori) uz nastajanje jedne molekule vode. Jednadba oksidacije sulfid-iona:

(-2) (0) S2- - 2e- S

Kako bismo ispunili uvjet da broj elektrona to ih daje reducens mora biti jednak broju elektrona to ih prima oksidans, jednadbu redukcije nitrat-iona moramo pomnoiti sa 2. Zatim se obje jednadbe zbroje :

S2- - 2 e-S NO3- + 2H+ + e- NO2 + H2O / 2

S2- + 2NO3-+ 4H+- 2 e- + 2 e- S + 2NO2 + 2H2O

Elektroni koji sudjeluju u reakciji u konanoj jednadbi se ne piu, pa zadana jednadba, pisana u ionskom obliku, glasi:

S2- + 2 NO3-+ 4 H+ S + 2 NO2 + 2 H2O

Jednadba zadovoljava jer ostali ioni nisu ni sudjelovali u kemijskoj reakciji. Jednadba pisana u molekulskom obliku, glasi:

Ag2S + 4 HNO3 2 AgNO3 + 2 NO2 + S + 2 H2O Primjer br 2. U kiseloj otopini moemo ion Mn2+ oksidirati olovo(IV)oksidom, PbO2, u permanganat-ion MnO4-. Rastavimo taj redoks-proces najprije na proces oksidacije i proces redukcije. Oksidacijski broj mangana u ionu Mn2+ jest +2, a u ionu MnO4- je +7. Dakle ion Mn2+ kada se oksidira u ion MnO4- , otputa 5 elektrona uz vezanje 4 kisikova atoma: (+2) (+7)

Mn2+ + 4 H2O - 5e-MnO4- + 8 H+

Elektrone prima atom olova (jedan atom olova prima dva elektrona) s oksidacijskim brojem +4 i reducira se u ion Pb2+ s oksidacijskim brojem +2 uz otputanje dva kisikova iona : (+4) (+2)

PbO2 + 4H+ + 2e-Pb2+ + 2 H2O

Da uravnoteimo te dvije jednadbe s obzirom na broj izmjenjivih elektrona, moramo prvu pomnoiti s 2 a drugu s 5:

2 Mn2+ + 8 H2O - 10e-2 MnO4- + 16 H+5 PbO2 + 20 H+ + 10e-5 Pb2+ + 10 H2O

2 Mn2+ + 5 PbO2 + 4 H+2 MnO4- + 5 Pb2+ + 2 H2O Broj atoma: lijevo 2 Mn, 5 Pb, 10 O, 4 H ; desno 2 Mn, 5 Pb, 10 O, 4 H Primjer br. 3. U lunatoj otopini tiosulfat-ioni (S2O32-) mogu se oksidirati hipoklorit-ionom u sulfat-ione. Oksidacijom u sulfat-ione povisuje se stupanj oksidacije atoma sumpora za +4, tj. atom sumpora otputa 4 elektrona. Medutim, tiosulfat-ion sadri, dva atoma sumpora koji zajedno otputaju 8 elektrona. Prema tome, za oksidaciju tiosulfat-iona potrebna su dva sulfat-iona; po jedan atom sumpora u svakom sulfat-ionu prima 4 elektrona-ukupno 8. Za oksidaciju jednog tiosulfat-iona u dva sulfat-iona potrebno je, da jedan tiosulfat-ion primi 5 atoma kisika koje mu daju 10 iona OH-. (+2) (+6)

S2O32- + 10 OH- - 8e-2 SO42- + 5 H2O Hipoklorit-ion reducira se u klorid-ion, pri emu se oksidacijski broj smanji za +2, tj. hipoklorit-ion prima 2 elektrona. Da bi se reducirao u klorid-ione mora otpustiti jedan ion kisika kojeg u lunatoj otopini prima (akceptor) molekula vode, prilikom ega nastaju dva OH- iona: (+1) (-1)

ClO- + H2O + 2e-Cl- + 2 OH- Da bi se uravnoteile jednadbe (jednak broj otputenih i primljenih elektrona), druga se mnoi sa 4. Konana jednadba glasi:

S2O32- + 4 ClO- + 2 OH- O42- + 4 Cl- + H2O

Grana kemije koja prouava brzine kemijskih reakcija zove se kemijska kinetika. Eksperimentalno je ustanovljeno da brzina reakcije ovisi o razliitim faktorima. Tako, npr., brzina reakcije ovisi o kemijskoj prirodi reaktanata i o njihovoj momentalnoj koncentraciji. Nadalje, brzina reakcije bitno ovisi o temperaturi na kojoj se reakcija izvodi, o vrsti otapala o pH vrijednosti medija, kao i o dodatku stranih tvari koje mogu djelovati kao katalizatori (ubrzavaju reakciju) ili kao inhibitori (usporavaju reakciju).

Molekule, atomi i ioni mogu meusobno reagirati samo ako dou u dodir, tj. ako se sudare. Dakle, brzina reakcije svakako mora ovisiti o broju sudara reagirajuih estica u jedinici vremena. Sudarom reagiraju samo one estice koje posjeduju energiju jednaku ili veu od minimalne energije koja je potrebna da sudarom doe do reakcije (energija aktivacije). Kako brzina reakcije ovisi o broju uspjenih sudara estica znai da brzina reakcije ovisi o koncentraciji reaktanata. Odnos brzine reakcije i koncentracije reaktanata nali su prvi C.M.Guldberg i P.Wage i formulirali ga kao Zakon o djelovanju masa: Brzina kemijske reakcije proporcionalna je aktivnim masama reagirajuih tvari. Pod aktivnom masom razumijeva se koncentracija onih reaktanata koji odreuju brzinu reakcije. Ako se uzmimo openito reakcija u kojoj m molekula reaktanta A i n molekula reaktanta B, daju o molekula produkta C i p molekula produkta D:

m A + n B o C + p D. Prema Zakonu o djelovanju masa, brzina te reakcije u bilo kojem vremenu njezina napredovanja proporcionalna je momentalnim koncentracijama reaktanata A i B:

v = k mA nB ,

v je brzina promjene koncentracije reaktanata koja se s vremenom smanjuje jer se smanjuje koncentracija reaktanata k je konstanta brzine reakcije kod odreene temperature, koja je mjerilo promjene koncentracije reaktanata s vremenom i sklonosti reakcije izmeu reaktanata A i B. Ako tvari imaju veliku sklonost da reagiraju, konstanta brzine reakcije je velika, jer je i promjena koncentracije reaktanata u tom sluaju velika. S porastom temperature raste brzina molekula. Kako, pak, s porastom brzine molekula raste

broj sudara izmeu molekula, onda s porastom temperature raste i brzina reakcije. Eksperimentalno je naeno da se pri porastu temperature za 10oC brzina reakcije udvostrui pa ak i utrostrui. Ovako veliko poveanje brzine reakcije nije uzrokovano samo porastom brzine estica. Odluujuu ulogu ima energija aktivacije. Naime, s porastom temperature, sve vei broj estica posjeduje onu minimalnu energiju koja je potrebna da mogu meusobno reagirati-energiju aktivacije. Drugim rijeima, s porastom temperature znatno raste odnos aktiviranih molekula prema ukupnom broju molekula ,a time znatno raste broj uspjenih sudara, odnosno brzina kemijske reakcije.

Kad se jedna tvar jednoliko raspodijeli u drugoj tvari, dobije se disperzni sistem. Usitnjena tvar naziva se disperzna faza, a tvar u kojoj je ona raspodijeljena disperzno sredstvo. Kod nekih sistema (otopina) uobiajeno je da se disperzno sredstvo naziva otapalo, a disperzna tvar otopljena tvar. U ovisnosti o veliini estica disperzne faze svi disperzni sistemi mogu se dijeliti na: grubo-dispezne sisteme, koloidno-disperzne sisteme i molekularno-disperzne sisteme (prave otopine).

Koloidni sistemi su takvi disperzni sistemi kod kojih je promjer estica disperzne faze u intervalu od otprilike 1 do 200 nm. Ako su estice manje od 1 nm u promjeru imamo prave otopine, ako su vee od 200 nm grubo disperzne sisteme (suspenzije).

estice koloida mogu biti ili velike molekule (1-200 nm; npr., bjelanevine, polisaharidi) ili mogu biti agregati (nakupine) mnogo manjih molekula, veliine 1-200 nm.

Poznavanje ponaanja i svojstava koloidnih sistema neobino je vano jer su ti sistemi usko vezani za iva bia. Vrlo je esta hrana, koloidni sistem, npr. mlijeko, puding, maslac, majoneza i dr.

Kapljica mlijeka pod mikroskopom pokazuje da je mlijeko

koloid kapljica mlijene masti i vode S druge strane, u samom organizmu gotovo su svi stanini sokovi u koloidnom obliku. Ali

ne samo to, i sprej, magla, dim, praina, mnoge boje i polimerni materijali, lijekovi i kozmetika sredstva dolaze u obliku koloidnih disperzija.

Kod razliitih koloidnih sistema mogu disperzno sredstvo i disperzna faza biti u sva tri agregatna stanja. Mi emo upoznati samo one u kojima je disperzna faza vrsta, a disperzno sredstvo tekue. Takvi koloidni sistemi nazivaju se koloidne otopine ili solovi. Tablica 1. Tipovi koloidnih sistema.

Koloidne otopine onih tvari ije estice imaju veliinu od 1 do 200 nm nastaju direktnim mijeanjem tvari s otapalom, a koloidne otopine ostalih tvari mogu se dobiti ili metodom disperzije ili metodom kondenzacije.

Metodama disperzije se usitnjavanjem velikih estica dobiju estice koloidnih dimenzija.

Metode mogu biti fizikalne ili kemijske. U fizikalnu metodu spada npr. usitnjavanje estica u koloidnom mlinu gdje se dobiju estice koloidnih dimenzija mljevenjem grubih estica. Ako se tako samljevena tvar pomijea s disperznim sredstvom, dobije se koloidna otopina dotine tvari. Na taj se nain pripremaju koloidne estice razliitih anorganskih boja. Peptizacija spada u kemijske metode dobivanja koloidnih otopina. Peptizacijom ve stvoreni talog koloidnih estica, djelovanjem disperznog sredstva ili iona koji se u njemu nalaze prelazi u koloidnu otopinu. Sastoji se u cijepanju veih estica na manje estice koloidnih dimenzija.

Metode kondenzacije rade na principu sakupljanja malih molekulski ili ionski dispergiranih estica u vee estice koloidnih dimenzija. Iz pravih otopina moemo dobiti koloide naglim smanjivanjem topljivosti neke tvari u danom otapalu ili upotrebom podesnih kemijskih reakcija (taloenja, redukcije, oksidacije, hidrolize, raspada itd.).

Jedno od svojstava, po kojem se koloidne otopine razlikuju od pravih otopina jest Tyndallov efekt, tj. rasipanje svjetla u svim smjerovima. Prolazom kroz koloidne sisteme svjetlost se raspruje na povrini koloidnih estica zbog ogiba i refleksije.

Tynallov efekt

To rasprivanje svjetlosti lako pratimo ako koloidni sistem promatramo u smjeru koji je okomit na smjer irenja svjetlosti. Vidimo svijetli trag, a pojava se naziva Tyndall-ov fenomen. Tu pojavu vjerojatno poznaje svatko tko je promatrao zrake svjetlosti dok u tankom snopu prolaze kroz tamnu sobu. U tom snopu vidimo svjetlucanje pojedinih estica praine koje su koloidnih dimenzija. Nasuprot koloidnim sistemima prave su otopine optiki prazne. Pri prolasku kroz njih zraka svjetlosti se ne vidi jer su estice u otopini presitne da bi mogle izazvati disperziju vidljive svjetlosti.

Koloidne estice prolaze kroz obini filter-papir, a od pravih otopina moemo ih odijeliti pomou ultrafiltracije jer ne prolaze kroz ultra-filtar. Koloidne estice su elektriki nabijene, ali za razliku od elektrolita sve estice istog koloida nabijene su istoimenim pozitivnim ili negativnim nabojem. Pozitivni solovi su: solovi Fe(OH)3, Al2O3, Fe2O3. Negativni su solovi: Au, Ag, Pt, S, As2S3, Sb2S3. Koloidne otopine provode elektrinu struju pri emu se za razliku od otopina elektrolita sve koloidne estice kreu prema istoj elektrodi na kojoj se neutraliziraju i taloe. Ova pojava naziva se elektroforeza ili elektroliza koloida.

Nabijenost koloidnih estica istoimenim elektricitetom glavni je razlog relativne stabilnosti koloidnih solova. Zbog istoimenog naboja estice se meusobno odbijaju tako da se ne mogu skupiti u vee agregate i onda taloiti.Koagulacija koloida je pojava udruivanja koloidnih estica u vee nakupine, pri emu dolazi do taloenja koloida. elimo li neki sol istaloiti, moramo poveati dimenzije estica disperzne faze. To moemo postii tako da mu oduzmemo ili smanjimo elektrini naboj. Koagulacija koloida moe se postii dodavanjem nekog elektrolita ili koloida suprotnog naboja. Kod koagulacija dodavanjem elektrolita, koloidne estice privlae iz otopina dodanog elektrolita suprotno nabijene ione, zbog ega njihov naboj iezava ili se smanjuje i dolazi do skupljanja manjih estica u vee, koje se taloe:

Pri taloenju koloida dodatkom drugog koloida suprotnog naboja doi e do meusobnog taloenja i jednog i drugog koloida.

Vjeba br. 1 Datum__________________

Ime i prezime_______________________________

Aparatura i pribor Kemikalije (otopine kojima je potrebno izmjeriti gustou)

Areometar

Menzura od 250 ml

H2SO4 (c = 0,1 mol L-1)

H2SO4 (c = 1,5 mol L-1)

H2SO4 (c = 2,0 mol L-1)

C2H5OH (w = 0,20)

C2H5OH (w = 0,60)

C2H5OH (w = 0,96)

1. POSTUPAK

Pomou areometra izmjeri gustoe zadanim

otopinama. Otopinu iz boice prenesi u menzuru i

polako uroni areometar tako da ne udari o dno

menzure. Areometar mora plivati (ne smije se

pridravati rukama) u sredini menzure i ne smije

dodirivati stjenke i dno menzure. Ako areometar ne

pliva dodaj jo otopine. Kad se umiri, oitajte gustou

tekuine na mjestu gdje povrina tekuine presijeca

skalu. Na areometru se u trenutku zauzimanja

ravnotenog poloaja primjeuju dvije granice: donja i

gornja. Ispravnu vrijednost gustoe pokazuje donja

granica meniskusa koja se nalazi u istom nivou kao i

otopina u menzuri. Nakon oitanja gustoe otopinu

VRATI u bocu, areometar operi i obrii te postupak

ponovi sa slijedeom otopinom.

UPOZORENJE: KONCENTRACIJE SULFATNE KISELINE VRLO SU VISOKE ZBOG EGA STUDENTI MORAJU BITI PALJIVI PRILIKOM RADA!

PO ZAVRETKU MJERENJA OTOPINU VRATITI U BOCU! AREOMETAR UVIJEK MORA BITI POLOEN NA STOL

2. REZULTATI

c(H2SO4), moldm-3 0.1 1.5 2.0

(H2SO4), gcm-3

w(C2H5OH) 0,20 0,60 0,96

(C2H5OH), gcm-3

Vrijednosti gustoe oitane na skali su u g/cm3 pa ih pretvorite u kg/m3! (H2SO4) __________ g cm-3 = _________ kg m-3

__________ g cm-3 = _________ kg m-3 __________ g cm-3 = _________ kg m-3

(C2H5OH) __________ g cm-3 = _________ kg m-3 __________ g cm-3 = _________ kg m-3 __________ g cm-3 = _________ kg m-3

Grafiki prikai ovisnost izmjerenih gustoa o koncentracijama otopina.

Zadaci za vjebu : Preraunavanje jedinica 1. Koncentraciju = 25,6 g/L izrazite u jedinicama:

a) g/cm3

b) kg/L c) mg/mL d) g/cm

3

2. Koncentraciju c = 0,125 mol/dm3

izrazite u jedinicama:

a) mmol/dm3

b) mol/cm3

c) mmol/mL d) mol/L e) mol/cm

3

f) mol/L

3. Gustou = 1,3 kg/dm3 iskaite u jedinicama:

a) g/cm3

b) g/L c) kg/m

3

d) kg/mL

4. Gustou 2,35 kg m-3

iskaite u mg cm-3

, mnoinsku koncentraciju 0,025 mol dm-3

u mol m

-3.

Pitanja za kolokvij:

to je gustoa, definicija i jedinica?

Princip mjerenja gustoe.

Opii areometar.

Objasni rezultat.

Ovjera rezultata vjebe: ______________; Datum ovjere: ___/___/___

Kolokvij: _________________; Datum kolokvija: ___/___/___

Vjeba br.2. Datum: _________________

Ime i prezime__________________________________

Aparatura i pribor Kemikalije: Laboratorijske ae od 50 ml (3 kom)

od 100 ml (1 kom) Pipete trbuasta od 5 ml

graduirana od 5 ml trbuasta od 10 ml graduirana od 10 ml

Menzura od 100 ml, (1 kom) Univerzalni indikator papir Kapalice (2 kom), satno staklo (1 kom), stakleni tapi (1 kom)

0.1 M HCl 0.1 M NaOH 1.0 M CH3COOH 1.0 M CH3COONa 0.1 M FeCl30.1 M CuSO40.1 M Na2CO30.1 M NaCl destilirana voda

1. POSTUPAK

a) pufer

U tri iste ae od 50 ml stavi po 30 ml destilirane vode. U jednoj ai ostavi samo vodu, u drugu dodaj (pipetom) 5 ml 0.1 M HCl i u treu 5 ml 0.1 M NaOH. Pomou univerzalnog

indikator papira izmjeri pH vrijednost otopina u svakoj ai (mali komadi indikator papira

otrgni iz kutije, stavi na satno stakalce, staklenim tapiem kapni kap otopine, nakon pola

minute boju indikator papira usporedi s bojom na skali na kutiji i oitaj pH-vrijednost otopine).

U istu i dobro izapranu au od 100 ml ulij 45 ml 1.0 M CH3COOH i 45 ml 1.0 M CH3COONa. Izmjeri pH dobivenog acetatnog pufera. Pufer (po 30 ml) razdijeli u tri iste ae

od 50 ml. U prvu dodaj 5 ml 0.1 M HCl, u drugu 5 ml 0.1 m NaOH, a u treu 30 ml destilirane

vode. Izmjeri pH vrijednost dobivenih otopina.

b) hidroliza soli

Pomou univerzalnog indikator papira izmjeri pH zadanih otopina soli: FeCl3, CuSO4, Na2CO3, i

NaCl. Za svaku sol napii jednadbu hidrolize.

2. REZULTATI

otopina pH destilirana voda. dest. voda + HCl dest. voda + NaOH pufer pufer + HCl pufer + NaOH pufer + H2O FeCl3 CuSO4 Na2CO3 NaCl CH3COONH4 Al2(SO4)3 K2CO3

Jednadbe hidrolize

FeCl3 + 3H2O CuSO4 + 2 H2O Na2CO3 + 2 H2O NaCl + H2O CH3COONH4 + H2O Al2(SO4)3 + 6H2O K2CO3 + 2 H2O


to je pH vrijednost otopine?

Kako se mjeri pH vrijednost?

Napii dvije kiseline i dvije luine (njihove kemijske formule i nazive).

Koje su pH vrijednosti kiselina, a koje luina?

to su indikatori, koji su indikatori za kiseline, a koji za luine?

Objasni jednadbe hidrolize zadanih soli.

to je pufer?

Kako se mijenja pH vrijednost acetatnog pufera s dodatkom kiseline, luine ili vode?



Vjeba br.3. Datum:___________

Ime i prezime_________________________________

Aparatura i pribor:

2 birete od 50 ml 2 Erlenmayer tikvice (250 ml) Pipete - trbuasta od 10 ml

- graduirana od 10 ml

Kemikalije:

0.1 M HCl 0.1 M NaOH otopina NaOH nepoznate koncentracije otopina H2SO4 nepoznate koncentracije indikator fenolftalein

POSTUPAK

1. ACIDIMETRIJA je volumetrijska metoda odreivanja koncentracije neke luine titracijom sa

standardnom otopinom kiseline. Kao standardna otopina najee se upotrebljava otopina

kloridne kiseline koncentracije 0.1 mol L-1.

10 ml otopine NaOH nepoznate koncentracije odpipetiraj u

Erlenmayer tikvicu. Dodaj 1-2 kapi indikatora fenolftaleina i titriraj

standardnom otopinom ( 0.1 M HCl). Titracija je zavrena kad prva

suvina kap HCl promijeni crvenu boju otopine u bezbojnu.

Izraunaj koncentraciju otopine NaOH u toci ekvivalencije.

Jednadba titracije: NaOH + HCl NaCl + H2O

toka ekvivalencije: NaOH

HClHClNaOH V

VCmolLC =1,

2. ALKALIMETRIJA je metoda odreivanja koncentracije neke kiseline sa standardnom

otopinom luine. Standardna otopina u alkalimetriji je najee otopina natrij-hidroksida

koncentracije 0.1 mol L-1.

10 ml otopine H2SO4 nepoznate koncentracije odpipetiraj u

Erlenmayerovu tikvicu. Dodaj 1-2 kapi indikatora fenolftaleina i

titriraj standardnom otopinom ( 0.1 M NaOH). Titracija je zavrena

kad prva suvina kap luine promijeni bezbojnu boju otopine u

crvenu. Izraunaj koncentraciju otopine H2SO4 u toci

ekvivalencije.

Jednadba titracije glasi: H2SO4 + 2 NaOHNa2SO4 + 2 H2O

toka ekvivalencije 42

42 .2, 1

SOH

NaOHNaOHSOH V

VCmolLC =

Zadatak

1. Koliko grama fosfatne kiseline i kalcij-hidroksida treba uzeti za pripravu 100 g kalcij-

fosfata?


to su alkalimetrija i acidimetrija?

to je toka ekvivalencije?

Zato se upotrebljava indikator?

to je titracija i kako se provodi?

to je neutralizacija i napii jedan primjer?



Vjeba br.4 Datum:___________

Ime i prezime_________________________________

1. Aparatura i pribor

Stalak s 10 epruveta

2 kapalice

2. Kemikalije

1. 0.01 M H2C2O4

2. 2.0 M H2SO4

3. 0.02 M KMnO4

4. 0.002 M Na2SO3

5. 2.0 M NaOH

6. 0.02 M FeSO4

7. 0.005 M K2Cr2O7

8. 1.0 M KJ

9. 0.01 M Na2S2O3

10. 0.1 M J2

3. Postupak

1. U epruvetu stavi 3-4 kapi 0.01 M H2C2O4 i 1-2 kapi 2.0 M H2SO4. Dodaj 1 kap 0.02 M KMnO4

i otopinu u epruveti zagrij u vodenoj kupelji. Kakva je promjena boje? Rijei redoks reakciju.

2. U epruvetu stavi 3-4 kapi 0.02 M FeSO4 i 1-2 kapi 2.0 M H2SO4. Dodaj 1 kap 0.02 M KMnO4.

Kakva je promjena boje? Rijei redoks reakciju.

3. U epruvetu stavi 3-4 kapi 0.002 M Na2SO3 i 1-2 kapi 2.0 M NaOH. Dodaj 1 kap 0.02 M

KMnO4. Kakva je promjena boje? Rijei redoks reakciju.

4. U epruvetu stavi 3-4 kapi 0.005 M K2Cr2O7 i 1-2 kapi 2.0 M H2SO4. Dodaj 1 kap 1.0 M KJ.

Kakva je promjena boje? Rijei redoks reakciju.

5. U epruvetu stavi 3-4 kapi 0.01 M Na2S2O3 i 1 kap 0.1 M J2. Kakva je promjena boje? Rijei

redoks reakciju.

4. Rezultati

1. MnO4- + H+ + C2O42- Mn2+ + CO2 + H2O

( ) ( )

2. KMnO4 + H2SO4 + FeSO4 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O

( ) ( )

3. KMnO4 + NaOH + Na2SO3 Na2MnO4 + K2SO4 + H2O

( ) ( )

4. J- + Cr2O72- + H+ Cr3+ + J2 + H2O

( ) ( )

5. S2O3 2- + J2 J- + S4O6 2-

( ) ( )

Napomena: U zagrade upii boju reaktanta/produkta reakcije!

Zadatak

1. Odredi oksidacijske brojeve za slijedee primjere:

N2 N2O NO NO2 NO2 NO3

Cl Cl2 ClO ClO2 ClO2 ClO3 ClO4

CO H2C2O4 C2O42 CO2 CO32

P4 H3PO4 PO43

H2S HS S2 S6 SO2 SO3 SO3 S2O32 SO42

MnO2 KMnO4 MnO4 K2CrO4 CrO42 K2Cr2O7 Cr2O72


Definiraj redoks reakcije.

to je oksidacija, a to redukcija?

to je oksidans (oksidirajue sredstvo)?

to je reducens (reducirajue sredstvo)?

Definiraj oksidacijski broj.

Koja su pravila za odreivanje oksidacijskog broja?

Ovjera rezultata vjebe: _________________ Datum ovjere: ___/___/___

Kolokvij: _____________________ Datum kolokvija: ___/___/___

Vjeba br. 5 Datum:_________________

Ime i prezime__________________________________

1.Aparatura i pribor

1. Stalak s 10 epruveta

2. 3 pipete graduirane od 2 ml

1 pipeta graduirama od 10 ml

3. Plamenik, tronog, azbestna mreica, laboratorijska aa od 250 ml

4. Termometar

5. Menzura, 10 ml

2. Kemikalije

3. 0.1 M H2SO4

3. 1.0 M H2SO4

3. 0.2 M Na2S2O3

3. Postupak

VANO! Da bi pokusi uspjeli sve epruvete i pipete moraju biti dobro oprane!

Reakcija izluivanja koloidnog sumpora iz natrij-tiosulfata utjecajem sulfatne kiseline:

Na2S2O3 + H2SO4 S + SO2 + Na2SO4 + H2O

a) Utjecaj koncentracije Na2S2O3

U tri epruvete stavi redom: u prvu -2 ml 0.2 M Na2S2O3 i 4 ml vode, u drugu- 4 ml 0.2 M Na2S2O3 i 2 ml vode,

u treu- 6 ml 0.2 M Na2S2O3.

U prvu epruvetu dodaj 2 ml 0.1 M H2SO4 (iz menzure). Nakon nekog vremena pojavi se bijelo zamuenje od koloidno izluenog sumpora. Izmijeri vrijeme koje je potrebno da se

reakcija privede kraju (vrijeme koje je potrebno da se otopina toliko zamuti da se ne vidi

vidljiva podloga).

U drugu epruvetu stavi isto 2 ml 0.1 M H2SO4. Zabiljei vrijeme zamuenja. U treu epruvetu stavi isto 2 ml 0.1 M H2SO4. Zabiljei vrijeme zamuenja.

b) Utjecaj koncentracije H2SO4 (pH) Sve ponovi kao pod a), ali umjesto 0.1 M H2SO4 upotrijebi 1.0 M H2SO4.

c) Utjecaj temperature 1. U jednu epruvetu stavi 2 ml 0.2 M Na2S2O3 i 4 ml vode. U drugu epruvetu stavi 2 ml 0.1 M

H2SO4. Epruvete zagrij u vodenoj kupelji na 30oC te ih zagrijane pomijeaj. 2. Izmjeri vrijeme do zamuenja.

4. Rezultati.

Utjecaj koncentracije Na2S2O3Epruveta br. V Na2S2O3 /ml V H2O/ ml V 0,1 M H2SO4/ ml t/ sek

1. 2.0 4.0 2.0

2. 4.0 2.0 2.0

3. 6.0 0.0 2.0

Utjecaj koncentracije H2SO4 (pH)

Epruveta br. V Na2S2O3 /ml V H2O/ ml V 1,0 M H2SO4/ ml t/ sek

1. 2.0 4.0 2.0

2. 4.0 2.0 2.0

3. 6.0 0.0 2.0

Utjecaj temperature

Epruveta br. V Na2S2O3 /ml V H2O/ ml V 0,1 M H2SO4/ ml t (na 30 oC)/ sek

1. 2.0 4.0 2.0


to je kemijska kinetika?

to je energija aktivacije?

Koji imbenici utjeu na brzinu kemijske reakcije?

to su katalizatori?

to su inhibitori?

Kakva je ovisnost izmeu koncentracije reaktanata i brzine kemijske reakcije?

Definiraj napredne (polazne) i povratne reakcije.



Vjeba br. 6 Datum:_____________

Ime i prezime__________________________________

1. Aparatura i pribor 2. Kemikalije

Stalak s 5 epruveta Stakleni lijevak, stakleni tapi Pipete: trbuasta od 5ml (2 kom) graduirane od 10 ml (2 kom) Filter papir

0.1 M FeCl30.5 M NaOH 0.1 M HCl 0.2 M Na2S2O3

3. Postupak

Dobivanje koloidne otopine sumpora reakcijom raspada natrij-tiosulfata i HCl

U epruvetu stavi 5 ml 0.2 M Na2S2O3 i 2 ml 0.1 M HCl. Promukaj.

Dobivenu koloidnu otopinu sumpora profiltriraj u istu epruvetu.

to se deava tijekom filtracije ove koloidne otopine sumpora?

Dobivanje koagulata Fe (III) - hidroksida

U istu epruvetu pomijeaj 5 ml 0.1 M FeCl3 sa 5 ml 0.5 M NaOH. Dobivenu otopinu filtriraj

u drugu epruvetu.

Dio dobivenog koagulata staklenim tapiem prenesi u istu epruvetu i dodaj 5 ml 0.1 M HCl.

Dobivenu koloidnu otopinu Fe (III)-hidroksida filtriraj u istu epruvetu.

to se deava tijekom ovih filtracija?


to su koloidi?

Nabrojite svojstva koloida.

Kako ste radili pokuse i koja ste svojstva koloida dokazali u ovim pokusima?

to je to disperzna faza?

to je to disperzno sredstvo?

to je to Tyndallov fenomen?

Nabroji barem dva koloidna sustava.

to je emulzija i navedite primjer.



skripta.pdf

Documents