Materiale til kemiforelæsninger på Kemisk Institut, KU

Introduktion
Nedenstående materiale blev til, da jeg sammen med en 1.g klasse var til forelæsning på Kemisk Institut, KU.
Eleverne noterede fra forelæsningen på skift. Førstkommende kemitime efter fik de udleveret arbejdsarkene, som de så i smågrupper udfyldte. Svarene blev samlet op timen efter igen.
Materialet kan også hentes som en zip fil. Filen indeholder et worddokument, så det er muligt at redigere i, hvis der sker store ændringer i programmet i forhold til tidligere.
God fornøjelse.

Arbejdsark til efterbehandling af kemiforelæsning på HCØ for 1g

Forelæsningen omhandlede en række klassiske forsøg omkring; nitrogens kemi, syre/basereaktioner, komplexdannelse og redoxprocesser. Det er ikke muligt at gå i detaljer med alle reaktioner, hvorfor der nedenfor er udvalgt dele af de viste forsøg til efterbearbejdning.

A) Nitrogenforbindelsers kemi

1) Nitrogenforbindelser med forskellige oxidationstal:

NH₃ N₂ NO NO₂ HNO₃

a) Angiv oxidationstallet for nitrogen i de forskellige forbindelser og navngiv stofferne.

b) Opskriv smeltepunkt og kogepunkt for frit nitrogen:

N₂: Smp.: _______^o C og Kp. _______ ^o C

Smp.: _______ K og Kp.: _______K

2) Reaktionen mellem ammoniak og vand: "Springvandsforsøget".

a) Opskriv reaktionen mellem ammoniak og vand:

b) Forklar med udgangspunkt i reaktionsskemaet at "springvandet" får den observerede farve.

c) Ammoniak er meget letopløselig i vand: 700g/L eller 70 g/100 mL. Prøv at forklare hvorfor ammoniak er så letopløselig i vand.

3) Reaktionen mellem hydrogenchlorid og ammoniak.

Opskriv reaktionen mellem HCl (g) og NH₃ (g). Hvad kaldes produktet - og hvilken farve havde "røgen"?

4) Reaktionen mellem frit nitrogen og frit oxygen kan foregå særlig ved høje temperaturer og give nitrogenmonoxid. Reaktionen kendes bl.a. fra udstødningsgassen fra biler og fra forbrændingsprocessen på kraftværker (her kan dannes både NO og NO₂ - også kaldet NO_x). I gamle dag i Norge udvikledes "Birkeland-Eyde -metoden" til fremstilling af salpetersyre, idet man udnyttede, at der af atm. luft i en elektrisk lysbue (ca. 2500 ^o C) blev dannet ca. 3% NO (jvf. forsøget med gnisterne i lysbuen

a) Opskriv reaktionsskemaet for dannelsen af NO:

Efter nedkøling kan NO kan reagere videre med luftens oxygen og danne den __________________ gas NO₂ (g).

b) Opskriv reaktionsskemaet:

Endelig afsluttedes "Birkeland- Eyde" metoden ved at fremstille salpetersyre udfra nitrogendioxid efter følgende reaktion:

NO₂ (g) + H₂O (l) + O₂(g) HNO₃ (aq)

c) Afstem reaktionsskemaet med koefficienter.

d) Angiv oxidationstallene for nitrogen. Hvilken type reaktion er det?

Salpetersyren reagerer dernæst med "læsket kalk" Ca(OH)₂ og danner "Norgessalpeter"

e) Opskriv reaktionsskemaet og giv et systematiske navn for "Norgessalpeter".

B) En særlig redoxreaktion

Der blev vist et særligt eksempel på en redoxproces, nemlig reaktionen mellem kaliumiodid og hydrogenperoxid i sur væske, hvor der er tilsat universalindikator:

2 I^-(aq) + H₂O₂ (aq) + 2 H⁺ I₂(aq) + 2 H₂O (l)

a) Sæt oxidationstal på de forskellige atomer og forklar hvilket grundstof, der er blevet oxideret og hvilket grundstof der er blevet reduceret? Hvad gælder om summen af ladningerne på begge sider af reaktionspilen?

b) Reaktionshastigheden for reaktionen er ______________________ modsat syre-basereaktioner som er meget _____________________.

Efterhånden skifter opløsningen farve fra: Orange gul grøn blå violet

c) Forklar hvorfor man ser et farveskift og fortæl hvordan det går med opløsningens surhedsgrad efterhånden som reaktionen skrider frem?

C) Nikkelkomplexer med 1,2-diaminoethan (= ethylendiamin)

Farverne af de fire forskellige nikkelkomplexer blev præsenteret. Vi prøver efterfølgende at udføre forsøget selv og se om vi kan eftervise det. Se særskilt vejledning.