Ãvelsesvejledninger til laboratoriekursus i kemi C - KVUC
Ãvelsesvejledninger til laboratoriekursus i kemi C - KVUC
Ãvelsesvejledninger til laboratoriekursus i kemi C - KVUC
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Øvelsesvejledninger <strong>til</strong><br />
<strong>laboratoriekursus</strong> i <strong>kemi</strong> C<br />
Københavns VUC<br />
Marts 2010
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Københavns VUC<br />
Vognmagergade 8, 1120 København K<br />
November 2009<br />
Velkommen <strong>til</strong> <strong>laboratoriekursus</strong> i <strong>kemi</strong> C på <strong>KVUC</strong>..........................................................................2<br />
Sikkerhed i laboratoriet .......................................................................................................................3<br />
Rapport- og journalskrivning...............................................................................................................4<br />
Oversigt over det mest almindelige laboratorieudstyr: .......................................................................5<br />
Øvelsesvejledninger:<br />
1. Frems<strong>til</strong>ling af nogle tungtopløselige salte (journal) ......................................................................6<br />
2. Natron, ophedning af natriumhydrogencarbonat (rapport) ..........................................................11<br />
3. Molarmasse for lightergas (rapport) .............................................................................................15<br />
4. Hvilken type stof - ionforbindelse eller molekyler? (journal)........................................................20<br />
5. Heptans reaktion med brom (rapport)...........................................................................................23<br />
6. Bestemmelse af chlorid-indholdet i havvand (rapport) .................................................................27<br />
7. Indholdet af eddikesyre i husholdningseddike (rapport) ...............................................................30<br />
8. Spændingsrækken (journal) ...........................................................................................................33<br />
9. Dannelse af ioner ved oxidation af magnesium (journal)..............................................................36<br />
10. Fedt i chips/eller andre fedtholdige fødevarer (rapport).............................................................38<br />
1
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Velkommen <strong>til</strong> <strong>laboratoriekursus</strong> i <strong>kemi</strong> C på <strong>KVUC</strong><br />
Kurset foregår i <strong>kemi</strong>lokalerne og laboratoriet på 3. sal.<br />
Vi mødes fredag d. 26. marts kl. 16.30 i lokale 329, hvor man vil blive krydset af og opdelt i hold.<br />
Der er undervisning fredag frem <strong>til</strong> kl. 19.30 og lørdag/søndag fra kl. 9.00 <strong>til</strong> 16.00.<br />
Du skal på kurset medbringe denne vejledning, din lærebog, lommeregner, papir og blyant. Et<br />
digitalkamera er godt <strong>til</strong> at tage billeder af forsøgsops<strong>til</strong>linger og resultater.<br />
Det er også en god idé at tage mad og drikke med, da skolens kantine har ikke åbent i weekenden.<br />
Der ligger dog kiosker og caféer i nærheden. Lørdag og søndag bliver vi ”låst inde” på skolen, og<br />
man kan, hvis man går ud, kun komme ind igen hvis man ringer <strong>til</strong> en pedel. Så husk mobiltelefon,<br />
hvis du går ud.<br />
Inden laboratoriekurset skal du have forberedt dig ved at have læst og sat dig ind i denne vejledning<br />
og det <strong>til</strong>hørende lærebogsstof.<br />
Kurset skal følges i fuldt omfang for at få bevis for gennemførelse. Du skal sammen med dine<br />
medkursister udføre 10 øvelser. Over disse eksperimenter skal der skrives 6 rapporter og 4<br />
journaler. Rapporter og journaler skal kommenteres af kursets lærer, for at du kan få godkendt<br />
laboratoriekurset. Husk på at øvelserne indgår i eksamensspørgsmålene.<br />
Aflevering af rapporter og journaler sker ved at sende dem <strong>til</strong> skolen og mærke kuverten<br />
”Laboratoriekursus i <strong>kemi</strong>” eller blot aflevere dem på HF-kontoret 3. sal.<br />
Rapporter og journaler skal være afleveret senest fredag den 9. april kl. 12.00.<br />
Vel mødt på kurset<br />
Kim Iversen, Sanne Schnack Jelsbak, Lene Hedegård Jensen, Lise Hansen og Lise A. Nickelsen<br />
2
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Sikkerhed i laboratoriet<br />
I laboratoriet gælder et særligt regelsæt: Alle bevægelser - inklusive gang - foregår i rimeligt sikkert<br />
og roligt tempo. Af hensyn <strong>til</strong> giftige eller brandbare <strong>kemi</strong>kalier er rygning, spisning og drikning<br />
forbudt. Indtagelse af kaffe eller lignende foregår udenfor laboratoriet, og det er forbudt at drikke af<br />
laboratorieudstyr, som for eksempel bægerglas.<br />
Af sikkerhedsmæssige grunde skal der bæres kittel og sikkerhedsbriller under alle eksperimenter og<br />
hvis du bruger kontaktlinser bedes du i denne weekend at bruge briller i stedet for. Lad være med at<br />
komme i dit dyreste tøj, hvis uheldet er ude, kan du risikere pletter eller huller i tøjet.<br />
Hvis du er gravid, skal du oplyse læreren om det, således du undgår <strong>kemi</strong>kalier der kan være<br />
skadelige for fosteret.<br />
Kemieksperimenter kan være risikable. Det kræver omtanke at omgås <strong>kemi</strong>kalier og apparatur.<br />
Desuden skal du være opmærksom på, at læreren anviser at nogle af de anvendte <strong>kemi</strong>kalier skal<br />
opsamles i affaldsdunke. Efter eksperimenterne skal der ryddes op. Glasvarer vaskes af og sættes i<br />
opvaskemaskine.<br />
Uheld<br />
I <strong>til</strong>fælde af uheld: Bevar roen og <strong>til</strong>kald hjælp (læreren)!<br />
Brand: Brug ikke vand - kvæl ilden. En prop i en brændende kolbe slukker straks ilden. En lidt<br />
større brand på et bord eller på gulvet kvæles med et brandtæppe eller evt. med en kittel. Ild i en<br />
person kvæles ved at få personen <strong>til</strong> at lægge sig over ilden. Derefter dækkes personen med et<br />
brandtæppe. (Der er dog aldrig gået ild i personer her på stedet, og vi bruger så vidt muligt<br />
elkogeplader frem for bunsenbrændere).<br />
Brandslukkeren anvendes kun <strong>til</strong> større brande og aldrig på personer.<br />
Skoldninger og forbrændinger: Masser af koldt vand meget længe ind<strong>til</strong> anden førstehjælp. Husk<br />
at tage evt. tøj af ved skylningen.<br />
Kemikalier i øjnene: Masser af koldt vand meget længe ind<strong>til</strong> anden førstehjælp.<br />
Hudkontakt med farlige <strong>kemi</strong>kalier: Masser af koldt vand.<br />
Snitsår: Masser af koldt vand.<br />
Indtagelse af <strong>kemi</strong>kalier: Du skal aldrig putte <strong>kemi</strong>kalier i munden; men sker der uheld er<br />
førstehjælpen afhængig, hvad der er indtaget. Det er vigtigt, du ved, hvad du har fået i munden.<br />
3
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Rapport- og journalskrivning<br />
Ved eksperimenter i laboratoriet skal der føres en laboratoriejournal, der indeholder præcise notater<br />
om eksperimenternes forløb. Her skrives alle relevante oplysninger og observationer ned under<br />
eksperimentets udførelse. Det er bedre at tegne og notere for meget end for lidt. Måleresultater kan<br />
med fordel nedskrives i tabelform.<br />
Laboratoriejournalen er udgangspunktet for udfærdigelsen af journalen eller en egentlig rapport<br />
over eksperimentet.<br />
Rapporten skal udformes, således at den kan læses og forstås, som en selvstændig enhed.<br />
Rapporten skal opbygges efter nedenstående retningslinier.<br />
Journalen skrives på det journalark, der er vedlagt de eksperimenter, hvorover der skal skrives<br />
journal.<br />
Rapporten bør alt efter hvilket eksperiment der er tale om, indeholde:<br />
1. Forside:<br />
med overskrift, navn og dato.<br />
2. Formål:<br />
Kortfattet formålsbeskrivelse.<br />
3. Teori:<br />
Kort gennemgang af de teoretiske forudsætninger for eksperimentet.<br />
Rapporten skal indeholde reaktionsskemaer for samtlige reaktioner i eksperimentet.<br />
4. Apparatur og <strong>kemi</strong>kalier:<br />
Liste over det anvendte apparatur og reagenser.<br />
5. Fremgangsmåde:<br />
Beskrivelse af eksperimentets udførelse samt eventuelt en skitse af ops<strong>til</strong>lingen.<br />
Punktet kan eventuelt også indeholde dele af teorigennemgangen.<br />
6. Resultater og beregninger:<br />
Skematisk ops<strong>til</strong>ling af registrerede eller målte størrelser (eksempelvis farver, farveskift, lugt og<br />
bundfald).<br />
Endvidere resultatberegninger. Husk altid at anvende enheder på alle talstørrelser. Gør evt. rede for<br />
anvendte formler.<br />
Eventuelle spørgsmål fra eksperimentvejledningen besvares.<br />
7. Fejlkilder:<br />
Her angives eventuelle årsager <strong>til</strong> afvigelser fra det forventede resultat i følge teorien.<br />
8. Konklusion:<br />
Konklusionen er en vurdering af eksperimentets resultater i forhold <strong>til</strong> formåls-beskrivelsen.<br />
4
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Oversigt over det mest almindelige laboratorieudstyr:<br />
5
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
1. Frems<strong>til</strong>ling af nogle tungtopløselige salte (journal)<br />
Formål:<br />
At frems<strong>til</strong>le nogle tungtopløselige salte ved fældningsreaktioner.<br />
At opskrive ion- og stofreaktionsskemaer for de udførte forsøg, samt navngive de dannede salte.<br />
Teori:<br />
Salte er blot et andet ord for ionforbindelser.<br />
Ionforbindelser består normalt af en positiv metalion og en negativ ikke-metalion, men der kan også<br />
+ 2−<br />
−<br />
indgå sammensatte ioner som f.eks. NH , SO , OH<br />
4 4<br />
.<br />
De positive og negative ioner <strong>til</strong>trækker hinanden og holdes sammen i et iongitter. Er<br />
ionforbindelsen tungtopløselig ses den som en uklarhed i opløsningen.<br />
De fleste salte er letopløselige i vand, men nogle er (mere eller mindre) tungtopløselige. På<br />
nedenstående skema kan man se hvilke ionforbindelser, der er letopløselige og hvilke der er<br />
tungtopløselige.<br />
L for letopløselig, T for tungtopløselig<br />
+<br />
NH Na + K + Mg 2+ Zn 2+ Cu 2+ Fe 2+ Fe 3+ Ca 2+ Ba 2+ Pb 2+ Ag +<br />
4<br />
NO L L L L L L L L L L L L<br />
−<br />
3<br />
−<br />
Cl L L L L L L L L L L T T<br />
−<br />
Br L L L L L L L L L L T T<br />
−<br />
I L L L L L - L - L L T T<br />
2−<br />
SO L L L L L L L L T T T T<br />
4<br />
CO L L L T T - T - T T T T<br />
2−<br />
3<br />
−<br />
OH L L L T T T T T T T T T<br />
2−<br />
S L L L T T T T T T T T T<br />
3−<br />
PO L L L T T T T T T T T T<br />
4<br />
Apparatur og <strong>kemi</strong>kalier:<br />
Reagensglas, reagensglasstativ og følgende faste stoffer NaI , Na 3 PO 4 , CuSO 4 , K 2 SO 4 , Ca(NO 3 ) 2<br />
samt vandige opløsninger af AgNO 3 og Na 2 S.<br />
Demineraliseret vand på sprøjteflaske.<br />
Fremgangsmåde:<br />
Sikkerhedsforanstaltninger: Skyl grundigt med vand, hvis der kommer <strong>kemi</strong>kalier på huden eller i<br />
øjnene. Slut under alle omstændigheder af med at vaske hænder.<br />
CuSO 4 er sundhedsskadelig, Sølvnitraten AgNO 3 kan give (uskadelige) sorte pletter på hud og tøj.<br />
Der frems<strong>til</strong>les de 5 tungtopløselige salte, der er fremhævet med grå baggrund i skemaet.<br />
6
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Når der er valgt et gråt felt er fremgangsmåden som følger:<br />
1) Se hvilke ioner, saltet skal indeholde.<br />
Den positive findes øverst i skemaet, den negative yderst <strong>til</strong> venstre.<br />
2) Vælg blandt de udleverede <strong>kemi</strong>kalier et stof (1) , der indeholder den ønskede positive ion<br />
og et andet (2) , der indeholder den ønskede negative ion.<br />
3) Opløs de to udgangsstoffer i lidt demineraliseret vand i<br />
hver sit reagensglas.<br />
Der anvendes en lille knivspids stof og reagensglasset<br />
fyldes med ca 1-½cm demineraliseret vand. Hvis en af<br />
opløsningerne skal anvendes dryppes blot ca. 1 mL af<br />
opløsningen oveni.<br />
4) Hæld de to opløsninger sammen.<br />
5) Noter bundfaldets udseende og farve. Det kaldes et bundfald, lige så snart væsken bliver<br />
uigennemsigtig. Hvis reagensglasset fik lov at stå, ville det faste stof efterhånden falde <strong>til</strong><br />
bunds.<br />
Når alle 5 salte er frems<strong>til</strong>let, opsamles opløsningerne i beholder <strong>til</strong> uorganisk affald og glassene<br />
renses med flaskerenser og skylles i demineraliseret vand og sættes omvendt i<br />
reagensglasstativet.<br />
Efterbehandling:<br />
1) Hvad kan du ud fra skemaet slutte om opløseligheden af<br />
a) Natrium og kalium ionforbindelser?<br />
b) Nitrater?<br />
c) Phosfater?<br />
d) Ionforbindelser med med Cl - , Br - eller I - ?<br />
2) Resultatskema på næste side skal udfyldes og vedlægges journalarket.<br />
Der skal skrives både et ionreaktionsskema og et stofreaktionsskema. Husk at skrive<br />
<strong>til</strong>standsform efter formlen, (aq) for stoffer/ioner i opløsning og (s) for bundfald<br />
(tungtopløselige<br />
salte).<br />
Der er vist formler og reaktionsskema for en af reaktionerne. Husk af afstemme med<br />
koefficienter.<br />
7
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Resultatskema:<br />
Pos.<br />
ion<br />
Opløsning<br />
1<br />
Neg.<br />
ion<br />
Opløsning<br />
2<br />
Ionreaktionsskema<br />
Stofreaktionsskema<br />
Farve, formel<br />
og navn på<br />
bundfaldet<br />
3 Ca 2+ (aq) + 2 PO 4 3- (aq) Ca 3 (PO 4 ) 2 (s) <br />
Ca 2+ Ca(NO 3 ) 2 PO 4<br />
3-<br />
Na 3 PO 4<br />
3 Ca(NO 3 ) 2 (aq) + 2 Na 3 PO 4 (aq) <br />
Ca 3 (PO 4 ) 2 (s) + 6 NaNO 3 (aq)<br />
8
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Til aflevering<br />
Journalark for 1. Frems<strong>til</strong>ling af nogle tungtopløselige salte<br />
Formål:<br />
At frems<strong>til</strong>le nogle tungtopløselige salte ved fældningsreaktioner.<br />
At opskrive ion- og stofreaktionsskemaer for de udførte forsøg, samt navngive de dannede salte.<br />
Teori:<br />
• Hvad er forskellen på simple ioner og sammensatte ioner?<br />
• Hvad forstår man ved en formelenhed?<br />
• Eksempel: En ionforbindelse bestående af magnesiumioner og chloridioner placeres i et<br />
iongitter. Hvordan vil formelenheden for denne ionforbindelse se ud?<br />
Efterbehandling:<br />
3) Hvad kan du ud fra skemaet slutte om opløseligheden af<br />
a) Natrium og kalium ionforbindelser?<br />
b) Nitrater?<br />
c) Phosfater?<br />
d) Ionforbindelser med med Cl - , Br - eller I - ?<br />
9
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Til aflevering<br />
Resultatskema<br />
Pos.<br />
ion<br />
Opløsning<br />
1<br />
Neg.<br />
ion<br />
Opløsning<br />
2<br />
Ionreaktionsskema<br />
Stofreaktionsskema<br />
Farve, formel<br />
og navn på<br />
bundfaldet<br />
3 Ca 2+ (aq) + 2 PO 4 3- (aq) Ca 3 (PO 4 ) 2 (s) <br />
Ca 2+ Ca(NO 3 ) 2 PO 4<br />
3-<br />
Na 3 PO 4<br />
3 Ca(NO 3 ) 2 (aq) + 2 Na 3 PO 4 (aq) <br />
Ca 3 (PO 4 ) 2 (s) + 6 NaNO 3 (aq)<br />
10
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
2. Natron, ophedning af natriumhydrogencarbonat (rapport)<br />
Formål:<br />
At finde reaktionen for ophedning af natriumhydrogencarbonat ved hjælp af <strong>kemi</strong>sk<br />
mængdeberegning.<br />
Et andet formål er at bedømme natriumhydrogencarbonats anvendelighed som hævemiddel.<br />
Apparatur: Digel med låg. Digeltrekant. Trefod. Bunsenbrænder. Vægt.<br />
Kemikalier: Natriumhydrogencarbonat<br />
Teori:<br />
Natron (”tvekulsurt natron”) hvis <strong>kemi</strong>ske navn er natriumhydrogencarbonat, anvendes i<br />
husholdningen som hævemiddel. Stoffet kan fungere som hævemiddel, fordi det afgiver gasser ved<br />
ophedning. Ophedningen bevirker en <strong>kemi</strong>sk omdannelse af stoffet. Formlen er NaHCO 3 . Det er et<br />
salt, der består af ionerne Na + og HCO 3 - . Man kan påvise, at der dannes carbondioxid (CO 2 ) ved<br />
ophedningen af natriumhydrogencarbonat. Der dannes nemlig bundfald, når man leder de dannede<br />
gasser gennem kalkvand.<br />
Efter ophedningen af natriumhydrogencarbonat ligger der et hvidt stof <strong>til</strong>bage. Det er naturligvis en<br />
natriumforbindelse, og det kunne være Na 2 O, NaOH eller Na 2 CO 3 . I så fald skulle reaktionen<br />
forløbe efter et af følgende tre reaktionsskemaer:<br />
1) NaHCO 3 (s) → Na 2 O (s) + H 2 O (g) + CO 2 (g)<br />
2) NaHCO 3 (s) → NaOH (s) + CO 2 (g)<br />
3) NaHCO 3 (s) → Na 2 CO 3 (s) + H 2 O (g) + CO 2 (g)<br />
Reaktionsskemaerne er ikke afstemt. (Skriv kun afstemte reaktionsskemaer i rapporten.)<br />
Øvelsens formål er at finde ud af hvilke af de tre reaktionsskemaer, der er det rigtige. Det sker ved<br />
at ophede en afvejet portion natriumhydrogencarbonat, hvorefter man måler massen af det faste<br />
reaktionsprodukt. Forsøgsresultatet sammenlignes med beregninger på grundlag af hvert af de tre<br />
reaktionsskemaer.<br />
Fremgangsmåde:<br />
Rens diglen om nødvendigt. Anbring digel med låg i en digeltrekant og ophed den, ind<strong>til</strong> den er<br />
rødglødende i bunden. Sluk for bunsenbrænderen og lad diglen stå <strong>til</strong> afkøling. Diglen skal være<br />
helt kold inden man begynder selve forsøget. Benyt ventetiden <strong>til</strong> at afstemme reaktionsskemaerne.<br />
Nuls<strong>til</strong> vægten og aflæs massen af digel og låg. Fyld diglen ca. kvart op med<br />
natriumhydrogencarbonat og aflæs den nøjagtige masse af digel, låg og natriumhydrogencarbonat.<br />
Anbring måleresultaterne i skema.<br />
11
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Masse af digel<br />
og låg<br />
Masse af digel, låg og<br />
NaHCO 3<br />
Masse af NaHCO 3<br />
ophedning<br />
før<br />
Masse efter<br />
ophedning<br />
Ophed diglen med låg i ca. 5 minutter. Den skal være rødglødende i bunden. I ventetiden kan man<br />
påbegynde beregningerne (se efterbehandling).<br />
Når ophedningen er færdig, skal diglen afkøle noget, hvorefter den vejes med låg og indhold.<br />
Efterbehandling:<br />
1) Afstem de tre reaktionsskemaer.<br />
2) Beregn stofmængden af natriumhydrogencarbonat og beregn derefter hvor stor massen af<br />
reaktionsprodukterne bliver ifølge reaktionsskema 1), 2) og 3).<br />
Beregningsgangen kan udføres på den måde, at indsætte M, m og n i skemaet som vist på<br />
rapporthjælpearket.<br />
3) Anvend vejeresultaterne fra forsøget <strong>til</strong> at beregne massen af det faste reaktionsprodukt, der<br />
ligger <strong>til</strong>bage i diglen og bestem derefter hvilket reaktionsskema, der er det rigtige.<br />
4) Ifølge bagebøger kan natron give bagværk en afsmag af soda. Hvordan kan det forklares?<br />
5) Beregn ud fra idealgasloven, hvor meget den dannede stofmængde<br />
H 2 O (g) og CO 2 (g) fylder. Antag at temperaturen er 175 0 C og trykket 1,180 bar.<br />
Vi antager, at vi skal anvende den pågældende mængde natron i en kage<br />
(1 teskefuld er ca. 3-5 g). Stemmer det med, hvor meget en kage normalt hæver?<br />
12
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Rapporthjælpeark for<br />
2. Natron, ophedning af natriumhydrogencarbonat.<br />
Anbring måleresultaterne i skema:<br />
Masse af digel og låg<br />
Masse af digel, låg og<br />
NaHCO 3<br />
Masse af NaHCO 3 før<br />
ophedning<br />
Masse efter ophedning<br />
Efterbehandling:<br />
• Beregn stofmængden af natriumhydrogencarbonat og beregn derefter hvor stor massen af<br />
reaktionsprodukterne bliver ifølge reaktionsskema 1) 2) og 3). Beregningsgangen kan<br />
udføres ved at indsætte M, m og n i skemaerne og beregne efter formlen: n = m/M.<br />
Reaktion 1:<br />
M (g/mol)<br />
m (g)<br />
n (mol)<br />
NaHCO 3 (s) → Na 2 O(s) + H 2 O (g) + CO 2 (g) (ikke afstemt)<br />
Reaktion 2:<br />
M (g/mol)<br />
m (g)<br />
n (mol)<br />
NaHCO 3 (s) → NaOH(s) + CO 2 (g) (ikke afstemt)<br />
Reaktionsskema 3:<br />
M (g/mol)<br />
m (g)<br />
n (mol)<br />
NaHCO 3 (s) → Na 2 CO 3 (s) + H 2 O (g) + CO 2 (g) (ikke afstemt)<br />
• Anvend vejeresultaterne fra forsøget <strong>til</strong> at beregne massen af det faste reaktionsprodukt, der<br />
ligger <strong>til</strong>bage i diglen og bestem derefter hvilket reaktionsskema, der er det rigtige.<br />
13
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Skema <strong>til</strong> de beregnede resultater:<br />
Massen af<br />
NaHCO 3<br />
Massen af fast<br />
reaktionsprodukt<br />
Beregnet masse af<br />
Na 2 O NaOH Na 2 CO 3<br />
• Hvilket af de 3 reaktionsskemaer er det rigtige?<br />
• Hvor præcis blev resultatet? Beregn evt. fejlprocent.<br />
Fejlprocent beregnes således: Forskellen mellem det opnåede og det forventede resultat divideres<br />
med det forventede og ganges med 100.<br />
• Hvis det ikke var præcist, hvad var da mulige fejlkilder?<br />
• Ifølge bagebøger kan natron give bagværk en afsmag af soda. Hvordan kan det forklares?<br />
• Beregn ud fra idealgasloven, hvor meget den dannede stofmængde H 2 O (g) og CO 2 (g)<br />
fylder. Antag at temperaturen er 175 0 C og trykket 1,180 bar/ 118,0 kPa.<br />
• Vi antager vi skal anvende den pågældende mængde natron i en kage (1 teskefuld er ca. 3-5<br />
g). Stemmer det med hvor meget en kage normalt hæver?<br />
14
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
3. Molarmasse for lightergas (rapport)<br />
Formål:<br />
At bestemme hvilke(n) gas(ser) lightergas består af. Dette gøres ved at bestemme lightergassens<br />
molare masse og sammenligne den med molarmassen for nogle kendte brændbare gasser.<br />
Apparatur:<br />
250mL måleglas, stor balje næsten fyldt med vand, vægt, termometer, køkkenrulle og en<br />
engangslighter.<br />
Fremgangsmåde:<br />
Begynd med at veje lighteren med 0,01grams nøjagtighed og noter massen i skemaet på næste side.<br />
Fyld vand i baljen og mål vandets temperatur i °C. Temperaturen skal være tæt på<br />
stuetemperaturen. Noter også temperaturen i skemaet.<br />
Læg nu måleglasset helt ned i baljen så det fyldes med vand. Hvis det driller så hold evt. glassets<br />
åbne ende lidt opad. Når glasset er helt tømt for luft tager du fat i glassets bund og løfter den op af<br />
vandet. Løft kun så glassets kant stadig er 3-4cm under vandoverfladen.<br />
Nu holder du lighteren ind under måleglassets åbning og lader gassen strømme ud af lighteren og op<br />
i glasset. Se tegningen herunder. Pas på ikke at ”ramme ved siden af”. Når gassens volumen i<br />
glasset er nået <strong>til</strong> ca. 240mL stoppes og tager lighteren op. Nu bevæges måleglasset forsigtigt lidt op<br />
eller ned sådan så vandoverfladerne inden i og uden for glasset flugter med hinanden. Aflæs<br />
volumen i mL og skriv det ind i skemaet på næste side.<br />
Tag måleglasset op og vend det ”rigtigt”. Anbring det i et stinkskab så lightergassen kan slippe ud<br />
uden at gøre skade. Tør lighteren meget grundigt. Ryst så meget vand som muligt ud af<br />
lighterhovedet og vej den igen. Noter den nye masse i skemaet.<br />
Figur 1 viser<br />
(a) hvordan<br />
måleglasset skal<br />
holdes, mens der<br />
lukkes lightergas ud<br />
og<br />
(b) hvordan de to<br />
vandoverflader er<br />
ens, når volumen<br />
aflæses.<br />
15
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Skema <strong>til</strong> resultater:<br />
Masse af lighter<br />
Før tømning<br />
Efter tømning<br />
Masse af lightergassen<br />
Vægtforskellen<br />
g g g<br />
Vandets og gassens<br />
Temperatur<br />
Gassens<br />
Volumen V<br />
°C mL<br />
K<br />
L<br />
Efterbehandling:<br />
Gassens volumen V skal omregnes fra mL <strong>til</strong> liter – der er plads i skemaet <strong>til</strong> resultatet.<br />
Vandets temperatur omregnes <strong>til</strong> kelvingrader K.<br />
Kelvingrader T = celsiustemperatur + 273,1<br />
Massen af gassen m fås ved at trække de to vejeresultater fra hinanden. Værdien indsættes i<br />
skemaet.<br />
For at udregne stofmængden n for lightergassen i måleglasset skal vi bruge idealgasloven:<br />
(1) P * V = n * R * T<br />
n isoleres og beregnes<br />
n =<br />
P * V<br />
R * T<br />
P er trykket i bar eller kPa. Værdien aflæses på skolens barometer eller på www.dmi.dk.<br />
Lightergassen i måleglasset er mættet med vanddamp, dvs. at en del af trykket i måleglasset skyldes<br />
vanddamp. Mættede vanddampes tryk afhænger af temperaturen.<br />
Find trykket efter tabellen nedenfor:<br />
Temperatur / 0 C 20 21 22 23 24<br />
Tryk/bar 0,0234 0,0248 0,0264 0,0281 0,0298<br />
Tryk kPa 2,34 2,48 2,64 2,81 2,98<br />
Beregn lightergassens tryk P i måleglasset ved at trække vanddampes tryk fra det tryk, som er målt<br />
på barometeret. (Loven om partieltryk).<br />
R er gaskonstanten. Hvis der regnes i bar er den 0,08314 L*bar/(mol*K), og hvis der regnes med<br />
kPa er den 8,314k Pa*L/(mol*K).<br />
16
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Nu kan lightergassens molarmasse beregnes ved først at bruge idealgasloven (1) <strong>til</strong> at finde<br />
strofmængden n.<br />
Lightergassens molarmasse M findes ud fra følgende formel:<br />
(2)<br />
m<br />
M =<br />
n<br />
Derefter beregnes den molare masse M ud fra formlen (2).<br />
Der er fem mulige stoffer som lightergas kan bestå af, nemlig alkanerne: methan, ethan, propan,<br />
butan eller pentan. Find deres <strong>kemi</strong>ske formler i din lærebog på og beregn deres molarmasser.<br />
Sammenlign dit forsøgsresultat med disse værdier og afgør om lightergas er et af de nævnte stoffer.<br />
Det kan også være lightergas er en blanding af to stoffer. Noter hvad du har fundet frem <strong>til</strong><br />
lightergas består af.<br />
Kommenter resultatet.<br />
17
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Rapporthjælpeark for<br />
3. Molarmasse for lightergas.<br />
Skema <strong>til</strong> resultater:<br />
Masse af lighter<br />
Før tømning<br />
Efter tømning<br />
Masse af lightergassen<br />
Vægtforskellen<br />
g g g<br />
Vandets og gassens<br />
Temperatur<br />
Gassens<br />
Volumen V<br />
°C mL<br />
K<br />
L<br />
Man skal finde gassens stofmængde n i mol.<br />
Lightergassens molarmasse er beregnet ved først at bruge idealgasloven (1) <strong>til</strong> at finde<br />
stofmængden n.<br />
(1)<br />
P * V<br />
n = = mol<br />
R * T<br />
Indsæt værdierne for:<br />
P trykket, lufttryk minus mættede vanddampes tryk<br />
V volumen af gassen<br />
R gaskonstanten og<br />
T temperaturen i kelvingrader.<br />
Husk at sætte enheder på brøkstregen.<br />
Derefter beregnes den molare masse M ud fra formlen (2).<br />
m<br />
M = = g/mol<br />
n<br />
18
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Formel<br />
Molarmasse<br />
Methan Ethan Propan Butan Pentan<br />
Det kan også være lightergas er en blanding af to stoffer. Noter hvad du har fundet frem <strong>til</strong><br />
lightergas består af.<br />
Kommenter resultatet. Hvorfor er den fundne gas særlig velegnet som lightergas?<br />
19
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
4. Hvilken type stof - ionforbindelse eller molekyler? (journal)<br />
Formål: Der undersøges nogle stoffers opløselighed i vand, ethanol og heptan og på den baggrund<br />
vurderes, om det enkelte stof er en ionforbindelse, en polær molekylforbindelse eller en upolær<br />
molekylforbindelse.<br />
Desuden vil vi prøve at finde ud af, om det er muligt at uddrage en generel sammenhæng mellem<br />
stoftype og opløselighed på baggrund af forsøgsresultaterne. At bestemme om et stof består af ioner<br />
og er et salt eller om det består af molekyler ud fra dets opløselighed i polære/upolære<br />
opløsningsmidler.<br />
Teori: Metalioner og ikke-metalioner danner ionforbindelser, mens ikke-metalatomer indbyrdes<br />
danner molekylforbindelser. Nogle molekylforbindelser er polære, mens andre er upolære. Dette<br />
afhænger af atomernes elektronegativitet. Se tabel for elektronegativitet i lærebogen.<br />
Apparatur:<br />
• Brøndplade<br />
• 4 engangspipetter<br />
• Træpinde <strong>til</strong> omrøring<br />
• Spatel<br />
Kemikalier:<br />
Opløsningsmidler:<br />
• Vand<br />
• Heptan<br />
• Ethanol<br />
Stoffer:<br />
• NaCl natriumchlorid<br />
• CuCl 2 ⋅2H 2 O kobber(II)chlorid -dihydrat<br />
Sucrose – alm. husholdningssukker<br />
• Glycerin<br />
• Olivenolie/vegetabilsk olie<br />
• I 2 diiod<br />
Fremgangsmåde:<br />
Stofferne blandes i hver sin brønd efter nedenstående skema. Væsker <strong>til</strong>føres med en pipette. Ca. 10<br />
dråber i brønden så bunden er dækket. De faste stoffer <strong>til</strong>sættes med en spatel. Kom ikke for meget<br />
stof i brønden. Kun få korn af de faste stoffer.<br />
Rør rundt med træpinde. Ny træpind for hver brønd, så <strong>kemi</strong>kalierne ikke blandes.<br />
Noter i skemaet om stofferne blander sig med hinanden eller ej. Noter også eventuelle farveskift.<br />
Det er hensigtsmæssigt at arbejde med et opløsningsmiddel af gangen.<br />
20
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Resultater:<br />
Stoffets navn<br />
Kemisk<br />
formel<br />
Opløses<br />
i vand<br />
Opløses i<br />
ethanol<br />
Opløses i<br />
heptan<br />
Er der tale om<br />
1) Ionforbindelse<br />
2) Molekyler<br />
- upolære<br />
- polære<br />
Natriumchlorid<br />
NaCl<br />
Kobber(II)-<br />
chloriddihydrat<br />
CuCl 2 ⋅2H 2 O<br />
Diiod I 2<br />
Sucrose C 12 H 22 O 11<br />
Glycerin C 3 H 8 O 3<br />
Olivenolie<br />
triglycerid<br />
stort organisk<br />
molekyle<br />
Bortskaffelse af affald:<br />
Væskerne med kobber suges op af brøndene og kommes i et bægerglas <strong>til</strong> uorganisk affald.<br />
Væskerne med heptan/ethanol og diiod suges op og kommes i et bægerglas <strong>til</strong> organisk affald.<br />
Resten smides ud i vasken og pladen vaskes af.<br />
Efterbehandling:<br />
• 1. Beskriv iagttagelserne (benyt tabellen ovenfor) og forklar resultaterne.<br />
• 3. Prøv at formulere nogle generelle blandbarheds- / opløselighedsprincipper for<br />
A. polære stoffer med ionforbindelser og andre polære forbindelser<br />
B. upolære molekyler med ionforbindelser og andre polære forbindelser<br />
C. upolære molekyler med andre upolære forbindelser<br />
21
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Til aflevering<br />
Journalark for 4. Hvilken type stof - ionforbindelse eller molekyler?<br />
Teori:<br />
Giv eksempler på elektronegative atomer:<br />
Giv eksempler på ionforbindelser:<br />
Giv eksempler på upolære molekyler:<br />
Giv eksempler på polære molekyler:<br />
Stoffets navn<br />
Kemisk<br />
formel<br />
Opløses i<br />
vand<br />
Opløses i<br />
ethanol<br />
Opløses i<br />
heptan<br />
Er der tale om<br />
3) Ionforbindelse<br />
4) Molekyler<br />
- upolære<br />
- polære<br />
Natriumchlorid<br />
NaCl<br />
Kobber(II)-<br />
chlorid<br />
dihydrat<br />
CuCl 2 ⋅2H 2 O<br />
Diiod I 2<br />
Sucrose C 12 H 22 O 11<br />
Glycerin C 3 H 8 O 3<br />
Olivenolie<br />
triglycerid<br />
stort organisk<br />
molekyle<br />
1. Beskriv iagttagelserne (benyt tabellen) og forklar resultaterne.<br />
2. Prøv at formulere nogle generelle blandbarheds-/opløselighedsprincipper for<br />
• polære stoffer med ionforbindelser og andre polære forbindelser<br />
• upolære molekyler med ionforbindelser og andre polære forbindelser<br />
• upolære molekyler med andre upolære forbindelser<br />
22
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
5. Heptans reaktion med brom (rapport)<br />
Formål: Formålet med forsøget er at vise, at heptan under visse betingelser kan reagere med brom<br />
og at identificere et af reaktionsprodukterne.<br />
Teori: Heptan C 7 H 16 er en alkan. Alkaner er nomalt meget vanskelige at få <strong>til</strong> at reagere. Det kan<br />
dog lade sig gøre hvis man hjælper lidt på vej. Den første substitutionsreaktion hvor vi udskifter H<br />
med Br i heptanen sættes i gang vha. stærkt lys. Dette kaldes en foto<strong>kemi</strong>sk substitutionsreaktion.<br />
Reaktionen kan skrives sådan:<br />
lys<br />
C7 H16<br />
+ Br2<br />
⎯⎯→ C7H15Br<br />
+ HBr<br />
(1)<br />
Sideproduktet HBr er en stærk syre som øjeblikkelig vil reagere med vand og danne oxoniumioner<br />
og bromidioner:<br />
HBr + H 2 O → H 3 O + + Br¯ (2)<br />
Oxoniumionen kan påvises vha. en pH-måling med universalindikatorpapir (eller pH-strips).<br />
Bromidionen påvises ved udfældning med sølvioner:<br />
Ag + (aq) + Br¯ (aq) → AgBr(s) (3)<br />
Som sidegevinst i dette forsøg kan man iagttage et to-fase system af vand og heptan. Dette skyldes<br />
at vand er polært og heptan er upolært. De to stoffer kan derfor hverken blandes eller opløses i<br />
hinanden. Vi kan også observere en ekstrahering (udtrækning) af brom, Br 2 , fra vandfasen <strong>til</strong> heptan<br />
fasen. Dette skyldes at dibrom er upolært. I begyndelsen af forsøget befinder dibrom sig i den<br />
polære vandfase men ”vandrer” over i den upolære heptan fase.<br />
Apparatur: Små reagensglas i stativ, propper, spatel, engangspipette, alufolie, kraftig lampe.<br />
Kemikalier: Heptan, Br 2 (aq), AgNO 3 (aq). Universalindikatorpapir.<br />
Fremgangsmåde:<br />
a) I hvert af to små reagensglas, mærket 1 og 2, anbringes med pipette ca.1 cm Br 2 -opløsning<br />
og ca. 2cm heptan. Glassene lukkes med en prop.<br />
Beskriv udseendet af heptan og af Br 2 -opløsning.<br />
b) Reagensglassene rystes.<br />
Observation og kommentar:<br />
23
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
c) Reagensglas 1 s<strong>til</strong>les mørkt (i et skab eller indpakket i alufolie).<br />
d) Reagensglas 2 s<strong>til</strong>les foran en kraftig lampe.<br />
Observation:<br />
e) De to faser fra reagensglas 2 adskilles ved at den øverste fase (heptan fasen) suges op med<br />
en engangspipette og overføres <strong>til</strong> et reagensglas. Vandfasen (underfasen) skal nu<br />
undersøges nærmere.<br />
Observation:<br />
Med en spatel tages et par dråber fra vandfasen, og de anbringes på et stykke<br />
universalindikatorpapir.<br />
f) Til resten af vandfasen sættes en dråbe AgNO 3 (aq).<br />
Observation:<br />
g) Reagensglas 1 tages frem i lyset.<br />
Observation:<br />
Efterbehandling<br />
1. Hvilken type reaktion kan der efter teorien ske mellem heptan og Br 2 ?<br />
2. På hvilket sted i forsøget blev det bekræftet, at heptan kan reagerer med Br 2 ?<br />
3. Opskriv et muligt reaktionsskema (med strukturformler) for reaktionen mellem heptan og<br />
Br 2 .<br />
4. Stemmer dette reaktionsskema med den observation, der blev gjort, da vandfasens pH blev<br />
bestemt med universalindikatorpapir?<br />
5. Hvilket stof blev påvist, da AgNO 3 -opløsning blev <strong>til</strong>sat <strong>til</strong> vandfasen.<br />
6. Kommenter forskellen mellem det reagensglas, der stod i lys og det reagensglas, der stod<br />
mørkt.<br />
24
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Rapporthjælpeark for<br />
5. Heptans reaktion med brom<br />
Observationer:<br />
Beskriv udseendet af heptan og af Br 2 -opløsning.<br />
Udseende<br />
før omrystning<br />
Heptan<br />
Br 2 opløsning<br />
Udseende efter<br />
omrystning<br />
samt forklaring<br />
Udseende af glas<br />
nr. 1 der har stået i<br />
mørkt skab samt<br />
forklaring<br />
Udseende af glas<br />
nr. 2 efter ophold<br />
foran kraftigt lys<br />
samt forklaring<br />
De to faser fra reagensglas nr. 2 adskilles ved at den øverste fase (heptanfasen) suges op med en<br />
engangspipette og overføres <strong>til</strong> et reagensglas. Vandfasen (underfasen) skal nu undersøges nærmere.<br />
Vandfase<br />
pH<br />
Tilsætning af AgNO 3 (aq).<br />
25
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Efterbehandling:<br />
1. Hvilken type reaktion kan der efter teorien ske mellem heptan og Br 2 ?<br />
2. På hvilket sted i forsøget blev det bekræftet, at heptan kan reagerer med Br 2 ?<br />
3. Opskriv et muligt reaktionsskema (med strukturformler) for reaktionen mellem heptan og<br />
Br 2 .<br />
4. Stemmer dette reaktionsskema med den observation, der blev gjort, da vandfasens pH blev<br />
bestemt med universalindikatorpapir?<br />
5. Hvilket stof blev påvist, da AgNO 3 -opløsning blev <strong>til</strong>sat <strong>til</strong> vandfasen.<br />
6. Kommenter forskellen mellem det reagensglas, der stod i lys og det reagensglas, der stod<br />
mørkt.<br />
26
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
6. Bestemmelse af chlorid-indholdet i havvand (rapport)<br />
Formål:<br />
Eksperimentets formål er at bestemme chlorid-indholdet i en vandprøve fra havet ved Mohrs<br />
metode.<br />
Teori:<br />
Hvis vandprøven var drikkevand ville chlorid-indholdet ligge på 20-30 mg/L. Den vejledende<br />
maksimumsværdi er 50 mg/L, og den højest <strong>til</strong>ladelige værdi er 300 mg/L.<br />
Havvand (fra verdenshavene) indeholder i middel ca. 20 g/L, hvilket svarer <strong>til</strong> ca. 3,5 % NaCl (= 35<br />
o/oo NaCl). Havvand fra de indre danske farvande indeholder mindre end 3,5% NaCl.<br />
Ved eksperimentet går vi ud fra, at den <strong>til</strong>svarende positive ion <strong>til</strong> chlorid er natriumionen.<br />
Koncentrationen af chloridioner i en vandig opløsning kan bestemmes efter en metode, der kaldes<br />
Mohrs titrering. Mohrs titrering er en titrering med sølvioner, hvor man som indikator bruger<br />
chromationer.<br />
Sølvioner danner tungtopløselig sølvchlorid med chloridioner. Reaktionsskemaet bliver:<br />
Ag + (aq) + Cl − (aq) → AgCl (s)<br />
Hvis <strong>til</strong>skuerionerne (Na + - og NO 3<br />
-<br />
- ionerne) skal med i reaktionsskemaet, kommer det <strong>til</strong> at se<br />
således ud:<br />
AgNO 3 (aq) + NaCl (aq)<br />
→ AgC l(s) + NaNO 3 (aq)<br />
Sølvionerne danner også en tungtopløselig forbindelse med chromationer:<br />
2Ag + (aq) + CrO 4 2− ( aq) → Ag 2 CrO 4 (s)<br />
Da sølvchlorid er mere tungtopløseligt end sølvchromat, vil sølvionerne først danne bundfald med<br />
chloridionerne. Opløsningen bliver mere og mere mælket af det hvide sølvchlorid. Når alle<br />
chloridionerne har reageret med sølvioner, påbegyndes dannelsen af sølvchromat, der er rødt.<br />
Titreringen er altså færdig når opløsningen begynder at få et rødt skær, der ikke forsvinder ved<br />
omrystning.<br />
Apparatur:<br />
10 mL pipette<br />
100 mL konisk kolbe<br />
Magnetomrører, magnet<br />
Burette<br />
Kemikalier:<br />
0,100 M AgNO 3 (aq)<br />
0,1 M K 2 CrO 4 (aq)<br />
Vandprøve<br />
27
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Fremgangsmåde:<br />
En burette fyldes med 0,100 mol/L AgNO 3 . Sørg for at der ikke er luftbobler i buretten. Aflæs<br />
burettens startværdi.<br />
Afmål 10,0 mL vandprøve med pipette og overfør det <strong>til</strong>den koniske kolbe. Tilsæt ca. 1 mL 0,1 M<br />
K 2 CrO 4 kaliumchromat-opløsning samt en magnet. Anbring bægerglasset på magnetomrøreren.<br />
Tænd for magnetomrøreren.<br />
Titrer (= <strong>til</strong>dryp) nu sølvnitrat-opløsning <strong>til</strong> bægerglasset med vandprøven ind<strong>til</strong> en enkelt dråbe<br />
giver blivende rødlig farve. Aflæs burettens slutværdi.<br />
Affald og oprydning:<br />
Fjern magnet med magnetstang. Affald opsamles i beholderen 'uorganisk affald'.<br />
Pipetten skylles med demineraliseret vand og placeres omvendt i stativet. Den koniske kolbe skylles<br />
og efterlades på bordet ved opvaskemaskinen. Magnet og magnetstang renses og opsamles i kurven.<br />
Efterbehandling:<br />
1. Benyt nedenstående mængdeberegningsskema <strong>til</strong> at beregne massen af natriumchlorid i<br />
vandprøven. Begynd som altid i den kolonne, hvor du har flest kendte omlysninger.<br />
volumen, V<br />
AgNO 3 (aq) + NaCl (aq) → AgCl (s) + NaNO 3 (aq)<br />
koncentration, c<br />
0,100 mol/Liter<br />
stofmængde, n<br />
stofmængdeforhold<br />
molarmasse, M<br />
masse, m<br />
2. Beregn nu koncentrationen af NaCl i vandprøven ved at sætte massen af<br />
natriumchloridindholdet i forhold <strong>til</strong> vandprøvens volumen.<br />
3. Beregn nu masseprocenten for NaCl i vandprøven ved at sætte natriumchloridindholdet i<br />
forhold <strong>til</strong> vandprøvens masse. (Vandprøvens densitet kan sættes <strong>til</strong> 1,0 g/mL, og dens<br />
masse bliver derfor 10,0 g)<br />
4. Husk at redegøre for beregninger (dvs. lav regneeksempler) – og husk enheder på at alle<br />
talstørrelser.<br />
5. Afhængig af, hvor prøverne er udtaget skal du give en kommentar <strong>til</strong> resultatet. Overvej<br />
fejlkilder.<br />
28
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Rapporthjælpeark for<br />
6. Bestemmelse af chlorid-indholdet i havvand (rapport)<br />
• Benyt nedenstående mængdeberegningsskema <strong>til</strong> at beregne massen af natriumchlorid i<br />
vandprøven. Begynd som altid i den kolonne, hvor du har flest kendte omlysninger.<br />
Brug formlerne M = m/n og c = n/V<br />
volumen, V<br />
AgNO 3 (aq) + NaCl (aq) → AgCl (s) + NaNO 3 (aq)<br />
koncentration, c<br />
0,100 mol/Liter<br />
stofmængde, n<br />
stofmængdeforhold<br />
molarmasse, M<br />
masse, m<br />
• Beregn nu koncentrationen af NaCl i vandprøven ved at sætte massen af<br />
natriumchloridindholdet i forhold <strong>til</strong> vandprøvens volumen.<br />
• Beregn nu masseprocenten for NaCl i vandprøven ved at sætte natriumchloridindholdet i<br />
forhold <strong>til</strong> vandprøvens masse. (Vandprøvens densitet kan sættes <strong>til</strong> 1,0 g/mL, og dens<br />
masse bliver derfor 10,0 g)<br />
• Husk at redegøre for beregninger (dvs. lav regneeksempler) – og husk enheder på at alle<br />
talstørrelser.<br />
• Afhængig af, hvor prøverne er udtaget skal du give en kommentar <strong>til</strong> resultatet. Overvej<br />
fejlkilder.<br />
29
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
7. Indholdet af eddikesyre i husholdningseddike (rapport)<br />
Formål:<br />
At bestemme eddikesyreindholdet i almindelig husholdningseddike ved hjælp af en syrebasetitrering.<br />
At vurdere en pH-indikators anvendelighed.<br />
Apparatur:<br />
5 mL konisk kolbe<br />
5 mL bægerglas (snapseglas),<br />
magnetomrører med lille magnet,<br />
målekolbe 100 mL<br />
engangssprøjter 10 og 1 mL<br />
mikroburette og stativ (se figur <strong>til</strong> højre)<br />
Kemikalier:<br />
Husholdningseddike<br />
0,100 M NaOH<br />
phenolphthaleinopløsning.<br />
Teori:<br />
Husholdningseddike er en opløsning af eddikesyre i vand.<br />
Desuden indeholder husholdningseddike små mængder af<br />
andre stoffer (se på deklarationen). Formålet med forsøget<br />
er at bestemme indholdet af eddikesyre i<br />
husholdningseddike. Det sker ved titrering med en NaOHopløsning.<br />
Titreringsreaktionens reaktionsskema:<br />
CH 3 COOH(aq) + OH - (aq) → CH 3 COO - (aq) + H 2 O(l)<br />
Vi kan også skrive reaktionsskemaet med stofformler:<br />
CH 3 COOH(aq) + NaOH(aq) → CH 3 COONa(aq) + H 2 O(l)<br />
Inden titreringen fortyndes eddikesyren med en faktor 10. I forbindelse med fortyndingen måles<br />
densiteten af eddiken. Ved titreringen finder vi koncentrationen af eddikesyren i enheden M<br />
(mol/L). I deklarationen på en flaske eddike står eddikesyreindholdet angivet i masse %. Man skal<br />
kende densiteten for at kunne regne om fra koncentration i M (mol/L) <strong>til</strong> masse %.<br />
Fremgangsmåde:<br />
Først fortyndes husholdningseddiken:<br />
10.00 mL husholdningseddike udtages med plastiksprøjte og anbringes i en 100 mL målekolbe. Til<br />
sidst fyldes op <strong>til</strong> mærket på kolbens hals, og kolben vendes mindst 10 gange, for at indholdet bliver<br />
fuldstændigt blandet. Denne opløsning kaldes opløsning A.<br />
Med en plastiksprøjte udtages 1,00 mL af opløsning A, og det anbringes i den koniske kolbe. Der<br />
<strong>til</strong>sættes 5 dråber phenolptalein, og den lille magnet anbringes i kolben og den sættes på<br />
magnetomrøreren.<br />
30
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Hæld lidt af den opløsning, I skal titrere med (altså 0,100 M NaOH) op i et snapseglas og fyld jeres<br />
burette herfra. Buretten fyldes, så væskeoverfladen er ud for 0,00 mL-mærket. Du kan øve dig i brugen<br />
af buretten ved at pumpe opløsningen frem og <strong>til</strong>bage, inden du går i gang med titreringen.<br />
Magnetomrøreren tændes og man <strong>til</strong>sætter langsomt NaOH(aq) <strong>til</strong> opløsningen i kolben. Når farven<br />
skifter fra farveløs <strong>til</strong> svagt rød, stoppes <strong>til</strong>sætningen, og sprøjten aflæses. Forsøget gentages to gange<br />
(i alt 3 gange).<br />
Måleresultater<br />
Efterbehandling<br />
a) Beregn stofmængden af NaOH i det <strong>til</strong>satte volumen 0,100 M NaOH<br />
Volumen af NaOH(aq)<br />
1. forsøg 2. forsøg 3. forsøg<br />
b) Hvor stor en stofmængde OH - er der <strong>til</strong>sat?<br />
c) Hvor stor en stofmængde CH 3 COOH indeholdt 1,00 mL af opløsning A? (Svaret skal<br />
begrundes).<br />
d) Beregn koncentrationen af CH 3 COOH, c(CH 3 COOH), i opløsning A<br />
e) Hvor stor er koncentrationen af eddikesyre i husholdningseddike?<br />
f) Find molarmassen for eddikesyre (CH 3 COOH)<br />
g) Beregn indholdet af eddikesyre i husholdningseddike i masseprocent. (Densiteten af<br />
husholdningseddike sættes <strong>til</strong> 1,0 g/mL).<br />
h) Sammenlign resultatet af forsøget med varedeklarationen på eddikeflasken. Vurder afvigelsen!<br />
31
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Rapporthjælpeark for<br />
7. Indholdet af eddikesyre i husholdningseddike<br />
Volumen<br />
0,100M<br />
NaOH<br />
Stofmæng-den af<br />
NaOH<br />
(beregnes ud fra<br />
et gennemsnit af<br />
de 3 titreringer)<br />
Koncentrationen<br />
af<br />
eddikesyre i<br />
fortyndet eddike<br />
Koncentra-tionen<br />
af eddikesyre i<br />
ufortyndet<br />
eddike<br />
Eddikesyreindhold<br />
i<br />
masse %<br />
Deklarationens<br />
masse %<br />
Efterbehandling (tips):<br />
Man skal huske at eddiken fortyndes 10 gange<br />
Kunne man anvende methylrødt som indikator ved titreringen?<br />
Methylrødt har omslagspunkt ved pH omkring 4. Det er for lav en pH <strong>til</strong> titreringen på en svag syre,<br />
der har ækvivalenspunkt i det svagt basiske område, hvor netop phenolphthalein har omslagspunkt,<br />
pH ca. 9.<br />
32
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
8. Spændingsrækken (journal)<br />
Formål:<br />
1) At iagttage reaktionen mellem metalioner og et metal for at fastlægge en spændingsrække for de<br />
anvendte metaller.<br />
2) At iagttage metallers reaktion med syre.<br />
Apparatur: Små reagensglas i reagensglasholder<br />
Kemikalier: Magnesiumbånd, sølvtråd, zinkstykker, ståluld, kobbertråd.<br />
0,1 M Cu (NO 3 ) 2 , 2 M HCl, 0,1 M MgCl 2 , 0,1 M AgNO 3 , 0,1 m ZnSO 4 ,<br />
Fremgangsmåde: Undersøgelserne udføres efter nedenstående skema. Metallet<br />
renses om nødvendigt med ståluld, så overfladen er ren. Metallet anbringes<br />
derefter i en opløsning, som indeholder ioner af et andet metal eller<br />
hydrogenioner. Reaktionen iagttages og beskrives. Metallet anbringes som vist<br />
på figuren og aftørres efter brug.<br />
Skema:<br />
Mg (s) Zn (s) Cu (s) Ag (s)<br />
Mg 2+ (aq) ---<br />
Zn 2+ (aq) ---<br />
H + (aq)<br />
Cu 2+ (aq) ---<br />
Ag + (aq) ---<br />
Noter iagttagelserne bemærk også om reaktionen er hurtig eller langsom<br />
1) Skriv reaktionsskemaer, hvor der er en reaktion. Forklar,<br />
hvad der er oxidation og hvad, der er reduktion.<br />
2) Svarer metallernes reaktion, også deres reaktioshastighed,<br />
med hydrogenionerne (syre) som spændingsrækken viser?<br />
Skriv de anvendte metaller op i en spændingsrække.<br />
Opløsninger med kobber opsamles.<br />
Reagensglassene børstes rene og skylles i demineraliseret vand<br />
og s<strong>til</strong>les <strong>til</strong> tørre omvendt i de små reagensglasholdere.<br />
33
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Til aflevering<br />
Journalark for 8. Spændingsrækken<br />
Formål:<br />
1) At iagttage reaktionen mellem metalioner og et metal for at fastlægge en spændingsrække for de<br />
anvendte metaller.<br />
2) At iagttage metallers reaktion med syre.<br />
• Hvad forstår man ved en oxidation?<br />
• Hvad forstår man ved en reduktion?<br />
Skema: skriv iagttagelserne i rubrikken<br />
Mg (s) Zn (s) Cu (s) Ag (s)<br />
Mg 2+ (aq) ----<br />
Zn 2+ (aq) ---<br />
H + (aq)<br />
Cu 2+ (aq) ---<br />
Ag + (aq) ---<br />
34
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
• Noter iagttagelserne, bemærk også om reaktionen er hurtig eller langsom.<br />
• Skriv reaktionsskemaer, hvor der er en reaktion og forklar, hvad der er oxidation og hvad,<br />
der er reduktion.<br />
Eksempel på reaktion og forklaring:<br />
Zn(s) + Cu 2+ (aq) → Zn 2+ (aq) + Cu(s)<br />
Zn oxideres og Cu reducers<br />
Man kan også opskrive det som delreaktioner:<br />
Oxidation: Zn(s) → Zn 2+ (aq) + 2e -<br />
Reduktion: Cu 2+ (aq) + 2e - → Cu(s)<br />
• Svarer metallernes reaktion, også deres reaktionshastighed, med hydrogenionerne (syre)<br />
som spændingsrækken viser? Skriv de anvendte metaller op i en spændingsrække.<br />
Spændingsrækken:<br />
Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Sn, Pb, H(syre), Cu, Ag, Au<br />
35
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
9. Dannelse af ioner ved oxidation af magnesium (journal)<br />
Formål: Formålet med denne øvelse er at vise, at der dannes ioner når atomer, der gerne afgiver<br />
elektroner reagerer med atomer, der gerne optager elektroner. Ved hjælp af mængdeberegning kan<br />
det vurderes om oxidationen er fuldstændig.<br />
Apparatur: Tang, digel med låg, trefod, trådtrekant og bunsenbrænder.<br />
Kemikalier: Magnesium (Mg(s)).<br />
Fremgangsmåde:<br />
1. del<br />
Et lille stykke magnesiumbånd, 2-3 cm, klippes af rullen.<br />
• Hvordan ser magnesium ud?<br />
Magnesiumstykket holdes derefter med tangen, og antændes i flammen fra bunsenbrænderen. Sæt<br />
en porcelænsskål under det brændende magnesium<br />
ADVARSEL: Se ikke direkte på det brændende magnesium, da det udsendte lys er så kraftigt, at<br />
det kan skade øjnene.<br />
• Hvordan ser forbrændingsproduktet ud?<br />
Ved forbrændingen sker der en reaktion mellem magnesium og luftens oxygen.<br />
2. del<br />
Forbrændingen af magnesium skal nu foregå under mere kontrollerede forhold. Et stykke<br />
magnesium på ca. 5 cm vejes med 3 decimaler.<br />
Massen af magnesium:<br />
Derefter vejes en digel, også med 3 decimaler.<br />
Massen af digel:<br />
Massen af digel + massen af magnesium:<br />
Magnesiumbåndet rulles sammen og kommes i diglen. Diglen forsynes med låg, og anbringes i en<br />
trådtrekant på en trefod over en bunsenbrænder.<br />
Bunsenbrænderen tændes, og der varmes kraftigt på diglen. Efter ca. 2 minutter fjernes låget med en<br />
tang, og der opvarmes videre ca. 8 minutter. Efter ca. 5 minutters afkøling vejes diglen med<br />
indhold.<br />
Massen af digel + massen af forbrændingsprodukt :<br />
• Sammenlign den samlede masse før og efter forbrænding af magnesiumbåndet.<br />
• Forklar denne forskel?<br />
• Undersøg ved hjælp af mængdeberegninger om oxidationen var fuldstændig?<br />
• Skriv reaktionsskemaet for den <strong>kemi</strong>ske reaktion, som er foregået?<br />
36
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
Til aflevering<br />
Journalark for 9. Dannelse af ioner ved oxidation af magnesium<br />
Formål: Formålet med denne øvelse er at vise, at der dannes ioner når atomer, der gerne afgiver<br />
elektroner reagerer med atomer, der gerne optager elektroner.<br />
1. del<br />
• Hvordan ser magnesium ud?<br />
Magnesiumstykket holdes derefter med tangen, og antændes i flammen fra bunsenbrænderen. Sæt<br />
en porcelænsskål under det brændende magnesium<br />
• Hvordan ser forbrændingsproduktet ud?<br />
2. del<br />
Forbrændingen af magnesium skal nu foregå under mere kontrollerede forhold. Et stykke<br />
magnesium på ca. 5 cm vejes med 3 decimaler.<br />
Massen af digel Masse af digel +<br />
afbrændt<br />
magnesium<br />
Massen af<br />
magnesium<br />
Massen af<br />
forbrændingsproduktet<br />
Vægtforskellen<br />
Sammenlign den samlede masse før og efter forbrænding af magnesiumbåndet<br />
• Hvordan kan denne forskel forklares?<br />
Ved forbrændingen sker der en reaktion mellem magnesium og luftens oxygen.<br />
• Hvilken <strong>kemi</strong>sk reaktion er foregået?<br />
• Opskriv reaktionsskemaet for denne <strong>kemi</strong>ske reaktion:<br />
• Undersøg ved hjælp af mængdeberegninger om oxidationen var fuldstændig?<br />
37
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> marts 2010<br />
10. Fedt i chips/eller andre fedtholdige fødevarer (rapport)<br />
Formål: Chips er lavet af kartoffelspåner og indeholder fedtstof (planteolie), stivelse og krydderier,<br />
herunder salt. Fedtindholdet bestemmes ved en separation af stofferne. Det målte fedtindhold<br />
sammenlignes med varedeklarationen.<br />
Vi vil ekstrahere fedtstoffet med et velegnet opløsningsmiddel, pentan.<br />
Forarbejde: Undersøg, hvilke R- og S-sætninger der gælder for pentan.<br />
Apparatur:<br />
Fælles:<br />
2 store mortere med pis<strong>til</strong>, vægt og vejebåde, vandbad (2-3 hold om et vandbad) og plastikskål <strong>til</strong><br />
affald i stinkskab.<br />
Hvert hold:<br />
måleglas, 50 mL, 2 bægerglas 250 mL, konisk kolbe 250 mL, glastragt, glasuld, glasspatel og<br />
alufolie.<br />
Kemikalier: Pentan og chips/småkager/nødder<br />
Fremgangsmåde: I STINKSKAB<br />
Ca. 100 g chips knuses i morter med pis<strong>til</strong>. De to mortere er <strong>til</strong> fælles brug<br />
for alle i laboratoriet.<br />
1) Afvej i vejebåd ca.10 g knust chips nøjagtigt overføres <strong>til</strong> et tørt<br />
bægerglas. Noter den præcise masse af chips i tabel 1.<br />
2) Hæld 50 mL pentan op i måleglasset i stinkskab og luk for<br />
glassets munding med alufolie.<br />
3) Hæld det afmålte pentan i bægerglasset med knuste chips, og<br />
omrør blandingen grundigt med en spatel.<br />
4) Filtrér blandingen gennem glasuld i tragt over i den koniske kolbe,<br />
idet så meget som muligt af ”chipsmassen” holdes <strong>til</strong>bage i<br />
bægerglasset. For at få alt pentan overført <strong>til</strong> kolben presses<br />
”chipsmassen” med spatelen.<br />
5) Gentag ekstraktionen med 40 mL pentan, og filtrér også dette over<br />
i kolben. Resterne af chipsene anbringes i en skål i stinkskab.<br />
6) Vej ET RENT bægerglas. Massen noteres i tabel 2. Overfør opløsningen af fedt i pentan <strong>til</strong><br />
glasset.<br />
38
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> november2009<br />
7) Anbring bægerglasset med opløsningen af fedt i pentan i vandbadet (ca. 100 °C) under udsuget.<br />
Opløsningen inddampes, ind<strong>til</strong> der kun er en tyktflydende olie <strong>til</strong>bage i bægerglasset.<br />
Bægerglasset tørres omhyggeligt udvendigt og vejes. Massen noteres i tabel 2.<br />
Bortskaffelse:<br />
Ingen stoffer kræver speciel opsamling i særlig beholder ved dette forsøg.<br />
Efterbehandling:<br />
1. Angiv hvor meget fedt, du fik ekstraheret.<br />
2. Resultatet sammenlignes med massen af chips, og masseprocenten<br />
udregnes.<br />
3. Foreslå mulige fejlkilder ved den anvendte metode.<br />
4. Sammenlign med varedeklarationen.<br />
5. Kommenter udseendet af det isolerede fedtstof.<br />
6. Ses andre stoffer end fedtstof på bunden af bægerglasset?<br />
Tabel 1 Chips<br />
Navn på<br />
chips<br />
Fedtindhold pr.<br />
100 g<br />
Energiindhold pr.<br />
100 g<br />
Forventet masse af<br />
fedt<br />
i 10 g chips<br />
Masse af chips<br />
m(chip)<br />
Tabel 2 Bægerglas<br />
Masse af bægerglas Masse af bægerglas og fedtstof Masse af fedtstof m(fedtstof)<br />
Tabel 3 Masseprocent<br />
Beregnet masseprocent Masseprocent ifølge varedeklarationen<br />
39
Kemi C <strong>laboratoriekursus</strong> november2009<br />
Rapporthjælpeark for<br />
10. Fedt i chips<br />
Tabel 1 Chips<br />
Navn på<br />
chips<br />
Fedtindhold pr.<br />
100 g<br />
Energiindhold pr.<br />
100 g<br />
Forventet masse af<br />
fedt<br />
i 10 g chips<br />
Masse af chips<br />
m(chip)<br />
Tabel 2 Bægerglas<br />
Masse af bægerglas Masse af bægerglas og fedtstof Masse af fedtstof m(fedtstof)<br />
Tabel 3 Masseprocent<br />
Beregnet masseprocent Masseprocent ifølge varedeklarationen<br />
Efterbehandling:<br />
1. Angiv hvor meget fedt, du fik ekstraheret.<br />
2. Resultatet sammenlignes med massen af chips, og masseprocentenudregnes.<br />
3. Foreslå mulige fejlkilder ved den anvendte metode.<br />
4. Sammenlign med varedeklarationen.<br />
5. Kommenter udseendet af det isolerede fedtstof.<br />
6. Ses andre stoffer end fedtstof på bunden af bægerglasset?<br />
40