1. No category

KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
Törmäysteoria
Törmäysteorian mukaan kemiallinen reaktio tapahtuu, jos reagoivat hiukkaset törmäävät toisiinsa • tarpeeksi suurella voimalla ja • oikeasta suunnasta.
1
KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
Eksotermisen reaktion energiakaavio
E
aktivoitumisenergia
lähtöaineet
ΔH < 0
tuotteet
reaktion eteneminen
2
KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
Endotermisen reaktion energiakaavio
E
aktivoitumisenergia
tuotteet
ΔH > 0
lähtöaineet
reaktion eteneminen
3
KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
Reaktionopeuteen vaikuttavia tekijöitä
1. Lämmittäminen nopeuttaa reaktiota.
2. Konsentraation kasvattaminen nopeuttaa reaktiota.
3. Hienojakoisempi kiinteä aine reagoi karkeajakoista nopeammin.
4. Katalyytin käyttäminen nopeuttaa reaktiota.
4
KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
Kertaus
Kurssin pääaiheet:
1. Reaktioyhtälö.
2. Laskutekniikkaa.
3. Reaktiotyyppejä.
4. Entalpianmuutos.
5. Reaktionopeus.
5
KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
1/5 Reaktioyhtälö
• Ainetta ei häviä eikä synny tyhjästä. • Muista tasapainottaminen ja epäorgaanisten aineiden reaktioissa olomuodot.
• Useimmat orgaanisten yhdisteiden reaktiot kirjoitetaan rakennekaavoin.
• Reaktioyhtälöt ovat osa kemian symbolikieltä. Niiden käyttäminen myös esseevastauksissa osoittaa kemian alan merkintätapojen ymmärtämistä.
6
KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
Tehtävä: Kaliumsyanidiin lisätään rikkihappoa, jolloin muodostuu myrkyllistä vetysyanidia sekä erästä vaaratonta suolaa. Kirjoita reaktioyhtälö.
Täysin kelvoton vastaus: KCN + H2SO4 HCN + NaCl
Tasapainotus ja olomuodot puuttuvat, sana "suola" tulkittu väärin.
Oikean suuntainen mutta vajaa vastaus:
2 KCN + H2SO4 2 HCN + K2SO4 Olomuodot puuttuvat.
Täydellinen vastaus:
2 KCN (s) + H2SO4 (aq) 2 HCN (aq) + K2SO4 (aq)
7
KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
2/5 Laskutekniikkaa
Kemian laskujen perusidea:
Selvitä jokin ainemäärä.
Päättele tavoiteaineen ainemäärä reaktion kertoimien avulla.
Laske tavoiteaineen ainemäärästä pyydetty suure.
V
Vm Kaasut NTP­olosuhteissa: n = Kaasujen yleinen tilanyhtälö:
pV = nRT
8
KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
Tehtävä: NTP­oloissa yhdistetään 100 ml vetyä ja 75 ml happea, ja seos sytytetään. Kuinka monta grammaa syntyy vettä? 9
KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
10
KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
Tehtävä: Rikkihappo vapauttaa ruokasuolasta kloorikaasua. Kuinka monta millilitraa klooria saadaan 20 oC:een lämpötilassa ja 1,013 baarin paineessa 10,0 grammasta ruokasuolaa?
11
KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
3/5 Reaktiotyyppejä
Epäorgaanisten yhdisteille tyypillisiä reaktiotyyppejä: • hapettumis­pelkistymisreaktio
• saostuminen
• hajoaminen
Tehtävä: Ilmoita jokin yhdiste, jolla voidaan saostaa vesiliuoksesta
a) bariumionit, b) nitraatti­ionit.
12
KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
Orgaanisille yhdisteille tyypillisiä reaktiotyyppejä:
reaktiotyyppi
tyypillinen mm. mille yhdisteille?
substituutio alkaaneille ja aromaattisille hiilivedyille
additio
tyydyttymättömille hiilivedyille
kondensaatio
alkoholeille, karboksyylihapoille, aminohapoille
hydrolyysi
happisillan tai peptidisidoksen sisältäville yhdisteille
eliminaatio
alkoholeille
13
KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
Eräiden orgaanisten yhdisteryhmien reaktioita
+X2 alkaani
­HX
halogenoitu
alkaani
ketoni
[O]
+HX
+H2 (vain sekundaarisista alkoholeista)
[O]
+H2O
alkoholi
alkeeni
+alkoholi
­H2O
­H2O
(vain primaarisista alkoholeista)
+karboksyyli­
happo
+alkoholi
eetteri
esteri
­H2O
aldehydi
[O]
karboksyyli­
happo
X = halogeeniatomi, esim. Cl
[O] = hapettaminen esim. KMnO4:lla, ks. KE1
14
KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
4/5 Entalpianmuutos
• Kemiallisessa reaktiossa energiaa kuluu sidosten katkeamisessa ja vapautuu uusien sidosten muodostunmisessa.
• Entalpianmuutos:
ΔH = Htuotteet ­ Hlähtöaineet.
• Entalpianmuutos muodostumislämpöjen avulla:
ΔH = ΔHf(tuotteet) ­ ΔHf(lähtöaineet).
Kerro ΔHf:t reaktioyhtälön kertoimilla!
15
KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
Esimerkki: Kun 5 g kalsiumkloridia liuotetaan 50 millilitraan vettä, nousee veden lämpötila 17,5 astetta. Laske liukenemislämpö.
16
KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
5/5 Reaktionopeus
• Reaktionopeus on jonkin reaktioon osallistuvan aineen määrän muutos aikayksikköä kohti.
• Keinoja reaktion nopeuttamiseksi: (1) lämmittäminen, (2) reagoivan aineen konsentraation kasvattaminen, (3) kiinteän aineen jauhaminen hienojakoisemmaksi, (4) katalyytin käyttö.
17
KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
Tehtävä: Mitä tietoa saadaan reaktiosta oheisen energiaprofiilin avulla?
E
10 J
reaktion eteneminen
18
KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
Entalpianmuutokseen ja reaktionopeuteen liittyviä yo­tehtäviä:
S2013/10
K2011/9
S2010/8
19
KE3 Kertaus.notebook
May 13, 2015
20