Den store kjemi-tråden

[Atmosphere]

nvm.

Endret 27. oktober 2010 av Jude Quinn

[GeO]

 

Oppgave 1:

Ved høye temperaturer reagerer fosfor med oksygen som vist i følgende reaksjonsligning:

4P (g) + 5O₂ (g) -> P₄O₁₀ (s)

Hva blir trykket dersom 50,0 g fosfor reagerer med 25,0 g oksygen i en beholder som rommer 8 L? Temperaturen er 448 K.

 

forsøk på svar:

n (fosfor) = m/Mm = 50/31 = 1,613 mol

n (oksygen) = m/Mm = 25/32 = 0,781 mol

 

Reagerer i forholdet 4:5 -> oksygen begrensende reaktant.

0,781 mol O₂ + 0,625 mol P -> 0,156 mol P₄O₁₀

 

Overskudd fosfor = 1,613-0,625 = 0,988 mol

 

Totalt antall mol i sluttblandingen = n(P) + n(P₄O₁₀) = 0,988 + 0,156 = 1,144 mol

 

P = nRT/V = (1,144*0,08206*448)/8 = 5,25 atm, fail..

Ikke legg til antall mol P₄O₁₀ når det bare er P som er i gassform. P er den eneste gassen etter at reaksjonen har gått fullstendig.

 

Oppgave 2:

Er ΔH⁰_f for Ar(g) negativ, positiv, 0, eller må finnes eksperimentelt?

 

forsøk på svar:

0, fordi det ikke er noen entalpiforandring..?

Alle elementer i fri tilstand har per definisjon dannelsesentalpi lik null. Det er konvensjon man har vedtatt fordi det er praktisk sånn.

 

Oppgave 3:

Den eksoterme reaksjonen 2H₂ (g) + O₂ (g) -> 2H₂O er:

a) spontan

b) spontan ved lav temperatur

c) spontan ved høy temperatur

d) ikkje spontan

 

forsøk på svar:

Den er spontan siden den er eksoterm, men hvordan kan jeg avgjøre om det er ved høye eller lave temperaturer?

Du må vite om reaksjonsentropien er positiv eller negativ. Fra uttrykket dG = dH - TdS ser du at hvis entropien er positiv, blir dG mer negativ ved høye temperaturer. Her er reaksjonsentropien negativ (3 mol gass blir til 2, dette gir mindre uorden), slik at dG er negativ (og reaksjonen er spontan) ved lave T.

[Atmosphere]

Jeg lurer litt på en oppgave:

 

Magnesium blir fremstilt ved smelteelektrolyse av MgCl2. Elektrodereaksjonene er:

 

Mg++ + 2e- => Mg

"Cl- -2e- => Cl2

 

Hvor mange kilo magnesium og hvor mange m^3 klor ved NTP blir det dannet per time når strømmen er 10 000 A.

 

Blir det da rett å sette det opp slik:

x mol (av e-)*26.8 (Ah, per mol e-, regnet ut tidligere)=10000*A*1h

 

Så finne antall mol av klorgass og magnesium i reksjonsligningen?

[2bb1]

GeO:

 

Oppgave 1:

Oi, det var en tullete feil. Takk!

 

Oppgave 2:

Ok, den er grei!

 

Oppgave 3:

Beklager, glemte å skrive (g) bak H₂O, altså det er vanndamp som blir dannet, ikke vann-vann. Men det skjønte du tydeligvis siden du skriver at 2 mol gass blir dannet.

 

Ja okei, så ved høyere temperaturer kan vi ikke vite om den er spontan eller ei, siden ΔG da kan ha blitt positiv (som igjen impliserer at reaksjonen er ikke-spontan?)

 

 

ΔG = ΔH + T*(S-verdi)

Endret 27. oktober 2010 av 2bb1

[GeO]

 

Oppgave 3:

Beklager, glemte å skrive (g) bak H₂O, altså det er vanndamp som blir dannet, ikke vann-vann. Men det skjønte du tydeligvis siden du skriver at 2 mol gass blir dannet.

 

Ja okei, så ved høyere temperaturer kan vi ikke vite om den er spontan eller ei, siden ΔG da kan ha blitt positiv (som igjen impliserer at reaksjonen er ikke-spontan?)

 

 

ΔG = ΔH + T*(S-verdi)

Ja, ved en viss temperatur går den fra spontan til ikke-spontan. Du kan regne ut temperaturen ved å sette ΔG = 0 i uttrykket over.

[2bb1]

Ahh, ikke dumt.

 

Har en ny oppgave på lur (yey):

 

Oppgave: Hva kjennetegner en endoterm reaksjon?

Fasitsvar: Omgivelsenes entropi har avtatt.

 

Er litt usikker på hvorfor det er slik. Altså kan man si at i en endoterm reaksjon blir bindinger brutt, og det dannes da flere produkter enn reaktanter, som igjen betyr økt uorden/entropi? Dermed har systemets entropi økt, og da må omgivelsenes entropi ha minket.

 

Men dette blir vel ikke helt riktig, da det sikkert finnes endoterme prosesser hvor det blir dannet like mange/mer mol gass enn i utgangspunktet? Føles ut som jeg har oversett en grunnleggende definisjon her.

Endret 27. oktober 2010 av 2bb1

[GeO]

Ja, den termodynamiske definisjonen av entropi er slik:

 

 

der q_rev er (reversibelt) overført varme, og for en reaksjon ved konstant trykk gjelder q_rev = ΔH.

 

Dette vil altså si at når noe tilføres varme, øker entropien. Ved en endoterm reaksjon tas det opp varme fra omgivelsene, og da avtar omgivelsenes entropi. Men jeg håper dette var en oppgave med svaralternativer, for dette svaret var ikke helt slik jeg ville kommet på å formulere meg.

[2bb1]

Okei, takk skal du ha - og ja, det var en svaralternativ-oppgave.

[2bb1]

Har to oppgaver relatert til kvikksølv og trykk jeg på ingen måte er helt sikker på:

 

OPPGAVE 1:

Du skal konstruere et manometer for å måle gasstrykk i intervallet 0-0,2 atm. Ettersom kvikksølv er giftig, ønsker du å benytte vann istedenfor. Hvor høy kan vannsøylen i manometeret bli? Kvikksølv har en tetthet, d, på 13,6 g/cm³, mens vann har en tetthet, d, på 1,00 g/cm³.

 

Fasitsvar: 2,07 meter.

Husker rett og slett ikke hvordan jeg skal ta fatt på oppgaven engang.

 

 

OPPGAVE 2:

Et enkelt barometer kan konstrueres ved å fylle kvikksølv i et glassrør som er lukket i ene enden, og sette dette opp ned i en skål fylt med kvikksølv. Ved normalt lufttrykk vil søylen stige 760 mm opp i røret for et rør med diameter på 1 cm. Hvor høyt stiger søylen dersom diameteren på røret er 2 cm?

Fasitsvar: 760 mm, altså samme som for diameter = 1 cm.

Tenkte først at siden V = pi*r²h, så ville volumet firedobles av en dobling i radius, altså at høyden ville være fire ganger så lav: 760/4 = 190 mm. Men tydeligvis blir ikke høyden påvirket av radius-økningen?

Endret 28. oktober 2010 av 2bb1

[E.C.]

Oppgave 1: 1atm = 760mmHg. Du skal måle opp til 0.2 atm ==> 760*0.2= 152mm.

Kvikksølv har 13.6 ganger høyere tetthet enn vann ==> 13.6*152mm= 2 067mm = 2,07m

 

 

EDIT: oppgave 2: diameteren har ikke noe å si nei. Det kan være 1mm, 1cm eller 1dm for den saks skyld. Så lenge du setter opp barometeret riktig og du har 1 atm fra lufttrykket vil søylen være på 760mm.

Endret 28. oktober 2010 av E.C.

[2bb1]

Innså nå at mmHg står for mm kvikksølv - har bare tenkt på det som torricelli. Haha, flaut. Takk!

 

Oppgave 2:

Men da er det vel gitt at både rør 1 og rør 2 fylles helt opp ved start? Altså at ikke volumet kvikksølv fra rør 1 brukes i rør 2 (for da ville vel kvikksølvnivået sunket som følge av den økte diameteren?).

[E.C.]

Det forutsettes at du har nok kvikksølv til å fylle røret ja.

[2bb1]

OPPGAVE:

Ved 500 K omdannes butadien til syklobuten ved en andreordensreaksjon. Hastighetskonstanten ved denne temperaturen er 0,0143 M^-1s^-1. Hva blir konsentrasjonen av butadien etter 30 minutter dersom utgangskonsentrasjonen er 0,272 M?

 

Forsøk på svar:

k = 0,0143 M^-1s^-1

T = 500 K

C₀ = 0,272 M

t = 30*60 = 1800 s

 

V = k*[butadien]²

V = 0,0143*0,272²

V = 0,00106 M/s

 

V = C/t

C = V*t = 0,00106*1800 = 1,91 M, som er feil. Fasit: 0,034 M.

 

Hvor er det jeg "jukser"?

Endret 28. oktober 2010 av 2bb1

[Janhaa]

 

 

 

 

Endret 28. oktober 2010 av Janhaa

[2bb1]

EDIT: takk for svar på forrige oppgave Janhaa!

 

Har midtsemestereksamen i morgen, så skyter ut en oppgave til

 

OPPGAVE:

Du har 0,10 L buffer laget av 0,10 M NaNO₂ og 0,22 M HNO₂. Hvor mange mol NaOH kan man sette til før pH blir 4,0? Syrekonstanten K_a = 4,5*10^-4.

 

Forsøk på svar:

 

I bufferen har vi:

n_syre = 0,22*0,10 = 0,022 mol

n_base = 0,10*0,10 = 0,010 mol

 

Altså 0,012 mol overskudd syre.

 

Vi skal altså finne pH før likevekt, og salpetersyrling HNO₂ er vel svak syre?

 

Isåfall:

 

 

 

 

 

FASIT: 0,0160 mol NaOH

Endret 28. oktober 2010 av 2bb1

[Janhaa]

honky donk...

 

husk bufferlikning

 

fra deg:

n(syre) = 0,22*0,10 = 0,022 mol

n(base) = 0,10*0,10 = 0,010 mol

 

etter tilsats av x mol sterk base:

 

n(syre) = (0,022 - x) mol

n(base) = (0,010 + x) mol

 

 

 

x = 0,0162 mol (OH^-)

[2bb1]

Ooops, snart to år siden jeg brukte bufferligningen sist, hehe! Takk nok en gang.

[Janhaa]

lykke til imorra, og send gjerne inn oppgavene her. jeg driver og

repeterer kjemi

[2bb1]

Har midtsemestereksamener fra 04, 05, 06, 08 og 09 fra før òg hvis det skulle være av interesse (pluss årets i morgen).

 

Har forøvrig nok en oppg. (doh):

Hydrogenfluorid HF er en svak syre. F₂ er et kraftig oksidasjonsmiddel. Hva skjer med oksidasjonsevnen til F₂ i surt miljø?

 

Forsøk på svar:

Trodde egentlig at den ble mindre, uten noe spesielt grunnlag. Fasit sier derimot at oksidasjonsevnen skal bli større.

Endret 28. oktober 2010 av 2bb1

[GeO]

Har midtsemestereksamener fra 04, 05, 06, 08 og 09 fra før òg hvis det skulle være av interesse (pluss årets i morgen).

 

Har forøvrig nok en oppg. (doh):

Hydrogenfluorid HF er en svak syre. F₂ er et kraftig oksidasjonsmiddel. Hva skjer med oksidasjonsevnen til F₂ i surt miljø?

 

Forsøk på svar:

Trodde egentlig at den ble mindre, uten noe spesielt grunnlag. Fasit sier derimot at oksidasjonsevnen skal bli større.

Når fluor oksiderer noe, blir det selv redusert:

 

F₂ + 2e^- = 2F^-

 

I surt miljø skjer dette:

 

F^- + H⁺ = HF

 

Dermed fjernes fluorid fra den første likevekten, som da vil gå enda mer mot høyre. Det vil si at mer fluor blir redusert, og den oksiderende evnen blir større.