" much to learn, you still have. "

Lunds universitet / LTH / Grundläggande kemi / Jan-Olle Malm

"Much to learn, you still have."

―Yoda to Count Dooku,in Star Wars Episode II: Attack of the Clones

KemirepetitionJan-Olle Malm


Mjukstart

• ”Repetition” (onsdag 9.15-11.45 och torsdag 9.15-11)• SI övningar

torsdag 11.00-12.00 och 13.30-16.30fredag 10.15-13.00

• Kursstart måndag 2/9 10.15 i sal KC:A• Kompendier 70 kr• Prov torsdag 5/9 13-16 (Sparta)• Periodiska systemet

NomenklaturSäkerhet (föreläsning+upprop måndag, ta med SICD)FormelskrivningStökiometri


Webbhttp://www.kilu.lu.se/cas/education/undergraduate_education/kemibioteknik/koo101/


Till att börja med…

• Atomen• Periodiska systemet• Kemisk förening • Oxidationstal• Nomenklatur• Reaktionsformler• Kemiska beräkningar

• Koncentrationsbegreppet• Kemiska reaktioner• Löslighet• Gaslagen


KemIgen

KemIgen

www.lth.se/kemigen


Atomernas uppbyggnad

ProtonerNeutronerElektroner C

12

6Atomnummer(antal protoner eller elektroner)

Masstal(protoner+neutroner)

Rutherford/Bohr+

e-

KemIgen


Elektronskal

+

KL

M

K: 2 e- (en nivå)L: 8 e- (två nivåer, 2+6)M: 18 e- (tre nivåer, 2+6+10)N: 32 e- (fyra nivåer, 2+6+10+14)

KemIgen


Orbitaler

1s

4s

2s

3s

2p

3p

4p3d

4f4d

n=1

n=2

n=4

Ene

rgi

n=3


Periodiska systemet

11A

22A

33B

44B

55B

66B

77B

8 98B

10 111B

122B

133A

144A

155A

166A

177A

188A

1H

2He

3Li

4Be

5B

6C

7N

8O

9F

10Ne

11Na

12Mg

13Al

14Si

15P

16S

17Cl

18Ar

19K

20Ca

21Sc

22Ti

23V

24Cr

25Mn

26Fe

27Co

28Ni

29Cu

30Zn

31Ga

32Ge

33As

34Se

35Br

36Kr

37Rb

38Sr

39Y

40Zr

41Nb

42Mo

43Tc

44Ru

45Rh

46Pd

47Ag

48Cd

49In

50Sn

51Sb

52Te

53I

54Xe

55Cs

56Ba

57La

72Hf

73Ta

74W

75Re

76Os

77Ir

78Pt

79Au

80Hg

81Tl

82Pb

83Bi

84Po

85At

86Rn

87Fr

88Ra

89Ac

104Rf

105Db

106Sg

107Bh

108Hs

109Mt

110 111 112

58Ce

59Pr

60Nd

61Pm

62Sm

63Eu

64Gd

65Tb

66Dy

67Ho

68Er

69Tm

70Yb

71Lu

90Th

91Pa

92U

93Np

94Pu

95Am

96Cm

97Bk

98Cf

99Es

100Fm

101Md

102No

103Lr

s-element d-element p-element

Fundamentals B.4

http://www.gorans.se/program/period/period.htmKemIgen


Historik


Periodiska egenskaper

Fig B.8

John Dalton (tidigt 1800-tal)

KemIgen


Egenskaper

• Metaller• Halvmetaller (metalloider)• Icke-metaller • Aggregationstillstånd • Karaktäristiska egenskaper/Trender

B.4


Föreningar

• joniska jonbindning elektrolyt

• kovalenta kovalent bindning icke elektrolyt

• metalliska metallisk bindning legering

Fundamentals C


Oxidationstal

• Oxidationstalet hos en atom eller molekyl är alltid 0• Summan av alla oxidationstal i en förening är 0• Summan av alla oxidationstal i en jon är lika med jonens

laddning• Oxidationstalet för väte är +1 tillsammans

med icke-metaller och -1 med metaller• Oxidationstalet för syre är -2 utom i OF2 (+2) och

i peroxider, O22-, (-1)

Fundamentals K2 och Toolbox K.1KemIgen


Kan i föreningsnamn anges med numeriska prefix

Stökiometriska proportioner

Dessa är: (mono), di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, okta- osv

Ibland också hemi (1/2) och seskvi (3/2)

Anges i formler med sifferindext ex Cu(OH)2, H2O

Fundamentals D, Nomenklaturhäfte

samt wikinKemIgen


Jonföreningar

• I formeln sätts den positiva beståndsdelen före den negativa t.ex. NaCl, K2SO4.

• I systematiska namn får den negativa beståndsdelen ändelsen -id om den är enatomig (klorid) och ändelsen -at om den är fleratomig (sulfat).

Undantag är hydroxid (OH-) och cyanid (CN-).

KemIgen


Salter

Hos salter sätts först katjonerna i bokstavsordning följt av anjoner i bokstavsordning.

Detta gäller både namn och formel.

CuCl(OH), kopparhydroxidklorid

KemIgen


Binära föreningar

väte hydrid H-

klor klorid Cl-brom bromid Br-

syre oxid O2-

svavel sulfid S2-

kväve nitrid N3-

kol karbid C4-

Den första (elektropositiva) beståndsdelen ges ämnets svenska namn.Den andra (elektronegativa) beståndsdelen ges ämnesnamnets stam (ibland latinsk) plus ändelsen –id.

Om två ämnen kan bilda flera binära föreningar måste det förtydligas (kolmonoxid/koldioxid).

KemIgen


Katjoner

Al3+ aluminiumjon Cu2+ koppar(II)jon

H3O+ oxoniumjon NH4+ ammoniumjon

Sammansatta katjoner namnges som binära föreningarDe flesta har dock speciella namn.

KemIgen


Anjoner

F- fluoridjon O2- oxidjon

H- hydridjon Si4- silicidjon

S2- sulfidjon P3- fosfidjon

En enatomig anjon namnges som andra delen av en binär förening.

Fleratomiga anjoner namnges vanligen med trivialnamn.

OH- hydroxidjon CN-

cyanidjon

O22- peroxidjon HS-

vätesulfidjon

Några fleratomiga anjoner får även ändelsen –id.

KemIgen


Några trivialnamn

• Sulfat, sulfit, tiosulfat, vätesulfat• Nitrat, nitrit• Fosfat, (fosfit), vätefosfat, divätefosfat• Karbonat, vätekarbonat• Perklorat , klorat , klorit, hypoklorit • Silikat• Kromat, dikromat• Permanganat, manganat

KemIgen


Systematiskt eller trivialt?

Även de vanligaste trivialnamnen kan ersättas med systematiska,

t.ex.:perkloratjon ClO4

- som får det fullständiga namnet: tetraoxoklorat(VII) jon, men även klorat(VII)jon duger

KemIgen


Systematiska alternativ - ibland att föredra

Ett eller flera av de ingående grundämnenas oxidationstal anges med romerska siffror

-eller med arabiska siffror och + eller - för laddningen (när det gäller en jon).

t.ex. dikromtrioxid, krom(III)oxid

t.ex. (tetraoxo)kromat(VI)jon, (tetraoxo)kromat(2-)jon (CrO4

2-)

t.ex. (tetraoxo)sulfat(VI)jon, (tetraoxo)sulfat(2-)jon (SO4

2-)

KemIgen


Starka syror och baser

• Saltsyra (HCl)• Salpetersyra (HNO3)• Svavelsyra (H2SO4)• Perklorsyra (HClO4)

• Kaliumhydroxid (KOH)• Natriumhydroxid (NaOH)

Tabell J.1KemIgen


Reaktionstyper

• Fasomvandlingar: H2O(l) H2O(s)

• Upplösning/utfällning:PbCl2(s) Pb2+(aq) + 2Cl-(aq)

• Syra/bas:H2SO4 H+ + HSO4

-

• Reduktion-oxidation ( Red/Ox eller redox):Zn(s) + 2H+(aq) Zn2+(aq) + H2(g)

• FörbränningC2H5OH + 3O2(g) 3H2O(l) + 2CO2(g)

Fundamentals H-K


Oxidationstalsmetoden

• Kolla materialbalans• Identifiera vilka ämnen som oxideras resp. reduceras• Ange oxidationstal på dessa• Beräkna antalet steg när det gäller oxidation resp. reduktion• Beräkna kvoten red/ox eller ox/red• Använd kvoten för att balansera oxidation och reduktion• Balansera syre med vatten• Balansera väte med H+

• (Om basisk lösning, neutralisera H+ med lika mängder OH- på båda sidor)

• Kontrollera massbalans och laddningsbalans

Fundamentals K samt Toolbox K.1

KemIgen


Halvcellsmetoden - sur lösning

• Skriv obalanserad reaktionsformel (i jonform)• Skriv obalanserade halvcellsreaktioner• Fortsätt för varje halvcell med att:

a) balansera allt utom O och Hb) balansera O med H2Oc) balansera H med H+

d) balansera laddningar med elektroner• Gör antalet elektroner lika på båda sidor• Sätt samman halvcellsreaktionerna• Ta bort lika ämne• Kontrollera massbalans och laddningsbalans

Kap 14.2 samt Toolbox 14.1

KemIgen


Halvcellsmetoden - basisk lösning

• Skriv obalanserad reaktionsformel (i jonform)• Skriv obalanserade halvcellsreaktioner•Fortsätt för varje halvcell med att:a) balansera allt utom O och Hb) balansera O med H2Oc) Balansera H med H+ och lägg till motsvarande mängd OH- på båda sidorna – gör vatten av H+ + OH- d) balansera laddningar med elektroner

•Gör antalet elektroner lika på båda sidor•Sätt samman halvcellsreaktionerna•Ta bort lika ämne•Kontrollera massbalans och laddningsbalans

Kap 14.2 samt Toolbox 14.1

KemIgen


Uppgift

Järn (III)joner reagerar med sulfidjon och bildar järn(II)sulfid och elemäntärt svavel


Uppgift

MnO4- + Br- Mn2+ + Br2

Reaktion i sur lösning. Permanganat reagerar med bromid och bildar Mn2+ och brom.


Seminarium F-5

2) Hypoklorit reagerar med Cr(OH)4- i basisk lösning

varvid det bildas kromatjon och kloridjon.


Seminarium F-5

3) Arsenik(III)sulfid reagerar med salpetersyra varvid det bildas arsenatjon, sulfatjon och kväve (IV)oxid.


Stökiometri - Molbegreppet

• H2 + ½O2 H2O • Medelatommassa (två decimaler)• 12 g av 12C innehåller NA atomer• Avogadros tal, NA, = 6.0221023 mol-1

• Molmassa (g/mol)

Fundamentals E


Vid stökiometriska beräkningar är det enkelt att använda följande gång:

ex. 4Al(s) + 3O2(g) 2Al2O3(s)

dvs3 nAl = 4 nO2 och2 nAl = 4 nAl2O3 och

2 nO2 = 3 nAl2O3

Stökiometriska beräkningar

KemIgen Fundamentals L

234322 OAlOAl

nnn


Stökiometriexempel

Hur många mol syrgas krävs för att bilda 1,00 gram aluminiumoxid om aluminiummetall finns i överskott?

Hur stor volym syrgas resp. luft motsvarar det (vid standardtillstånd)?

KemIgen


Titrering

2S2O32- + I2 S4O6

2- + 2I-

13 ml 0.1 mol l-1 tiosulfat gick åt för att titrera 25 ml jodlösning. Beräkna jodkoncentrationen.

KemIgen

(Tetrationatjon)


Seminarium F-5

6) För att bestämma sulfitjonkoncentrationen i ett avloppsvatten titrerades 25,00 ml prov med en 0,02237 mol l-1 KMnO4

– lösning (violett färg). Då 31,46 ml tillsatts av kaliumpermanganatlösningen kvarstod den violetta färgen.Skriv den balanserade redoxformeln ( jonform) för reaktionen i sur lösning om sulfatjon och mangan(II)jon bildas och beräkna koncentrationen sulfitjoner i avloppsvattnet.


Empirisk formel

Hormonet estradiol består av kol, väte och syre. Vid en analys förbrändes 3.47 mg av ämnet i syrgas varvid det bildades 10.10 mg koldioxid och 2.76 mg vatten.

Beräkna den empiriska formeln.(se Fundamentals F.2)


Seminarium F-5

9) En organisk förening som består av kol, väte, kväve och syre förbrändes fullständigt med överskott av syrgas. 0,1023 g av föreningen gav 0,2766 g koldioxid och 0,0991 g vatten. Vid ett annat försök med 0,4831 g förening uppsamlades 27,6 ml kvävgas vid STP, dvs 1 atm och 0 oC.

a) Bestäm den empiriska formeln.b) Vid ett tredje försök bestämdes densiteten av föreningen i

gasfas till 4,06 g l-1 vid 127 oC och 256 torr.Bestäm föreningens molekylformel.

1-hexadecyl-3-(2-methoxyphenyl)urea

" much to learn, you still have. "

Documents

grundlggande kemi

wikinkemigenlunds universitet

talkemigenlunds universitet

frening r

molekyl r

syre r

undantag r

r enatomig klorid