Kemi laboratorieforsøg 0 - ISIS A - lær kemi på A-niveau i gymnasiet | Isis Kemi A · 2009-09-25 · Kemi laboratorieforsøg 1.2 Termometrisk titrering I Isis C er det omtalt,

Isis A © Hans Birger Jensen og Forlaget Systime A/S

Kemi laboratorieforsøg 0.0

Oversigt Der er i alt 38 forsøgsvejledninger til Isis A. De er udarbejdet i Word 2003. Formler og figurer i øvrigt er lavet i ISIS Draw 2.5 eller ChemSketch 10.0.

1.1 Varmemåling 1.2 Termometrisk titrering 1.3 Spaltning af hydrogenperoxid 1.4 Hess’ lov 1.5 Soda og krystalvand 1.6 Indgreb i ligevægt 1.7 Bestemmelse af tilvækst i Gibbs-energi 2.1 Emissionsspektre 2.2 Lambert-Beers lov 2.3 Bromthymolblåt 2.4 Byg-selv-spektrofotometer 2.5 Hexaammincobalt(III)chlorid 2.6 Campell’s blue bottle 3.1 Elektronledningsevne 3.2 Ionledningsevne 3.3 Molar konduktivitet 3.4 Bestemmelse af saltindhold i vand 3.5 Konduktometrisk titrering 3.6 Dissociationsgrad for ethansyre 3.7 Elektrolyse af smeltet elektrolyt 3.8 Fornikling 3.9 Anodisering af aluminium 3.10 Elektrokemisk rustfjerner 3.11 Daniell-elementet 3.12 Koncentrationscelle og bly(II)iodid 3.13 Koncentrationscelle og sølv(I)chlorid 3.14 Calomelelektroden 3.15 Groves forsøg 4.1 Natriumsulfat plus syre 4.2 Basisk esterhydrolyse 4.3 Krystalviolet 4.4 Pseudoførsteordensreaktion 4.5 Initialhastighedsmetoden 4.6 Hydrolyse af acetylsalicylsyre 5.1 Gær og osmose 5.2 Kartofler og osmose 5.3 Elektroforese 5.4 Proteiner i æg og hår

Isis A © Hans Birger Jensen og Forlaget Systime A/S 1


Varmemåling Varmemåling er sikkert kendt fra fysikundervisningen, hvor man fx ofte bestemmer varmekapacitet, smeltevarme og for-dampningsvarme for vand. Her skal vi ved hjælp af varmemåling bestemme den molare entalpitilvækst ved tre kemiske reaktioner: (I) Mg(s) + 2 H+(aq) → Mg2+(aq) + H2(g) (II) NH4NO3(s) → NH4+(aq) + NO3–(aq) (III) Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s) Varmemålingen foretages ved brug af et skumplastbæger som åbent kalorimeter. Den varme, Q, som vandet i kalorimeteret modtager, beregnes ved hjælp af formelen:

Q = m⋅c⋅ΔT

m er vandets masse, c er vandets specifikke varmekapacitet og ΔT er vandet temperaturstigning.

(I) Mg(s) + 2 H+(aq) → Mg2+(aq) + H2(g)

Apparatur & Kemikalier

Udførelse Afvej ca. 30 g 2 M saltsyre præcist i et skumplastbæger.

Skumplastbæger Termometer Mål saltsyrens begyndelsestemperatur. 2 M saltsyre Magnesiumbånd Ståluld

Slib et stykke magnesiumbånd rent med ståluld og afvej ca. 0,30 g (præcist) og put det ned i skumplastbægeret med saltsyre.

Mål saltsyrens sluttemperatur.

CkgkJ18,4vand °⋅

=c Beregninger Beregn den varmemængde Q, som saltsyren har modtaget.

Hvor stor er systemets entalpitilvækst ΔH? Hvor stor er systemets molare entalpitil-

vækst ΔHm?


(II) NH4NO3(s) → NH4+(aq) + NO3–(aq) Apparatur & Kemikalier

Udførelse Afvej ca. 30 g vand præcist i et skumplast-bæger.

Skumplastbæger Termometer Mål vandets begyndelsestemperatur. Ammoniumnitrat

Afvej ca. 2 g ammoniumnitrat (præcist) og put det ned i skumplastbægeret med vand.

Mål vandets sluttemperatur. Beregninger Beregn den varmemængde Q, som vandet har

modtaget (med fortegn). Hvor stor er systemets entalpitilvækst ΔH? Hvor stor er systemets molare entalpitil-

vækst ΔHm? (III) Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s)


Udførelse Afvej ca. 30 g 0,20 M kobbersulfat præcist i et skumplastbæger.

Skumplastbæger Termometer Mål opløsningens begyndelsestemperatur. 0,02 M kobbersulfat Zinkpulver

Afvej ca. 0,5 g zinkpulver (præcist) og put det ned i skumplastbægeret med kobbersulfatop-løsningen.

Mål opløsningens sluttemperatur. Beregninger Beregn den varmemængde Q, som opløsnin-

gen har modtaget (med fortegn). Hvor stor er systemets entalpitilvækst ΔH? Hvilken reaktant er den begrænsende faktor? Hvor stor er systemets molare entalpitil-

vækst ΔHm? Efter øvelsen Sammenlign resultaterne med en tabelværdi.



Termometrisk titrering I Isis C er det omtalt, hvordan man kan titrere en syre med en base ved brug af enten en syrebaseindikator eller et pH-meter. I dette forsøg foretages en termometrisk titrering af en stærk base med en stærk syre. Det sker ved at måle temperaturen i blandingen som funktion af tilsat mængde stærk base. Tempe-raturen stiger indtil ækvivalenspunktet, hvorefter den vil falde. Som stærk base anvendes enten ca. 2,0 M natriumhydroxid el-ler ”Borups Afløbsrens”, mens den stærke syre er 2,0 M saltsy-re. Titrator og titrand skal have samme temperatur ved forsø-gets start.


Sikkerhed Vær meget forsigtig ved omgangen med na-triumhydroxid og afløbsrens.

Skumplastbæger Termometer Udførelse Burette i stativ

Med en fuldpipette overføres 10,0 mL stærk base til et skumplastbæger.

Magnetomrører 10 mL fuldpipette Fyld buretten med 2,00 M saltsyre. 2 M natriumhydroxid el. Borups Afløbsrens 2,00 M saltsyre

Anbring skumplastbægeret på en magnetom-rører og put en magnet i bægeret.

Mål begyndelsestemperaturen i bægeret.

Tilsæt 1,00 mL 2,00 M saltsyre fra buretten og mål igen temperaturen.

Fortsæt med at tilsætte 1,00 mL 2,00 M salt-syre og måle temperaturen indtil 5,00 mL efter ækvivalenspunktet.

Efter øvelsen

Tegn en graf over temperaturen som funktion af tilsat volumen af 2,00 M saltsyre og be-stem ækvivalenspunktets beliggenhed.

Beregn basens koncentration.

Det er ofte størknet fedt, der er skyld i at af-løb stopper. Hvorfor anvender man stærkt basiske opløsninger som afløbsrens?

Ætsende


Neutralisati-onsvarmen

Ckg

kJ18,4vand °⋅=c

Beregn neutralisationsvarmen efter Q = m⋅c⋅ΔT m er vandets masse, c er vands specifikke varmekapacitet og ΔT er vandet temperatur-stigning.

Er neutralisationsreaktionen endoterm eller exoterm?

Opskriv reaktionsskemaet for neutralisati-onsreaktionen.

Hvor stor er systemets entalpitilvækst ΔH? Hvor stor er den molare entalpitilvækst ΔHm?



Spaltning af hydrogenperoxid Hydrogenperoxid spaltes spontant til vand og dioxygen:

2 H2O2(aq) → 2 H2O(l) + O2(g) Reaktionshastigheden er dog så lav, at reaktionen i praksis ik-ke forløber. Imidlertid øges reaktionshastigheden betragteligt, når der tilsættes fx mangan(IV)oxid som katalysator. Det er derfor muligt at måle entalpitilvæksten for reaktionen.


Udførelse 50,0 g 3% hydrogenperoxid afmåles præcist i et skumplastbæger.

Skumplastbæger Magnetomrører Termometer

Der laves en opstilling med magnetomrøring og et termometer anbragt i opløsningen.

Glasspatel 3% Hydrogenperoxid Opløsningen begyndelsestemperatur aflæses. Mangan(IV)oxid

Datafangstudstyr kan anvendes.

Samtidig med at et stopur startes tilsættes en spatelfuld mangan(IV)oxid (brunsten). Temperaturen aflæses for hvert ½ minut, indtil den har været faldende i 2 minutter.

Hvordan kan man se, at reaktionen forløber, og at den er ophørt?

Efter øvelsen

Tegn en graf, der viser opløsningens tempera-tur som funktion af tiden.

Bestem opløsningen temperaturstigning.

Q = m⋅c⋅ΔT Beregn den varmemængde Q, som vandet har modtaget.

Ckg

kJ18,4vand °⋅=c Hvor stor er systemets entalpitilvækst ΔH?

Hvor stor er systemets molare entalpitil-vækst ΔHm?

Beregn ΔHm ud fra tabelværdier. Hvilken be-tydning har det, hvis noget af den dannede dioxygen ender som opløst i vandet?


Stofmængden af hydrogenperoxid Selv om spaltningen af hydrogenperoxid foregår langsom, når hydrogenperoxid opbevares i en lukket flaske i et køleskab, vil der dog ske spaltning. Derfor er der, fx på flasker købt på et apotek, angivet en ’holdbarhedsdato’. Hvis der er tvivl om, at den anvendte hydrogenperoxid er 3 %, kan stofmængden af hydrogenperoxid i 50 g bestemmes ved titrering med kaliumpermanganat i sur opløsning. Følgende reaktion forløber: 6 H+(aq) + 5 H2O2(aq) + 2 MnO4–(aq) →

5 O2(g) + 2 Mn2+(aq) + 8 H2O(l)

Permanganationerne er violette, mens mangan(II)ionerne er farveløse.


Udførelse Ca. 1 g hydrogenperoxidopløsning afvejes præcist i en konisk kolbe.

1 mL fuldpipette 50 mL konisk kolbe Der tilsættes ca. 1 mL 1 M svovlsyre. Magnetomrører Burette 3% H2O2(aq)

Der laves en opstilling til titrering med mag-netomrøring og en burette.

0,020 M KMnO4(aq)

Hydrogenperoxidopløsningen titreres med 0,020 M kaliumpermanganat indtil den får en blivende rød farve.

Efter øvelsen

Beregn stofmængden af anvendt kaliumper-manganat.

Beregn stofmængden af hydrogenperoxid i afvejede mængde hydrogenperoxidopløsning.

Beregn stofmængden af hydrogenperoxid i 50,0 g 3% hydrogenperoxidopløsning.

Beregn masseprocenten for hydrogenperoxid i den anvendte opløsning.

25 m

L

on

H OO H

Oxidationstallet er –1 for oxygen i hydrogenperoxid.



Hess’ lov Ifølge Hess’ lov er entalpitilvæksten, når et system går fra en tilstand til en anden, uafhængig af vejen. Rigtigheden heraf bliver i dette forsøg afprøvet ved at gå 2 forskellige veje fra til-stand 1 til tilstand 2 for følgende system:

0,1 mol HCl i 25 mL vand25 mL vand

0,1 mol NaOH(s)

Tilstand 1

0,1 mol NaCl i 50 mL vand

Tilstand 2

Den ene vej består af følgende reaktioner: A1: NaOH(s) + aq → NaOH(aq, 4 M) A2: NaOH(aq, 4 M) + HCl(aq, 4 M) → H2O(l) + NaCl(aq, 2 M) Den anden vej består af reaktioner: B1: HCl(aq, 4 M) + aq → HCl(aq, 2 M) B2: HCl(aq, 2 M) + NaOH(s) → H2O(l) + NaCl(aq, 2 M) I forsøget måles for hver reaktion, hvor meget varme der afgi-ves fra systemet til vandet. Disse varmemængder betegnes QA1, QA2, QB1 og QB2.


Sikkerhed Overhold reglerne for omgang med natri-umhydroxid. Læs brugsanvisningen!

2 skumplastbægre Termometer Udførelse 25 mL måleglas

Der udføres 4 målinger svarende til de 4 reaktioner.

4,0 M saltsyre NaOH(s), pastiller A1:

25 mL vand afvejes i et skumplastbæger. Begyndelsestemperaturen måles. Der oplø-ses 4,00 g NaOH-pastiller i vandet og slut-temperaturen aflæses. QA1 beregnes.

A2:

25 mL 4,0 M saltsyre afmåles og begyndelses-temperaturen bestemmes. Saltsyren hældes ned til natriumhydroxidopløsningen. Slut-temperaturen måles, og QA2 beregnes.

Ætsende


B1:

Igen afmåles 25 mL 4,0 M saltsyre, som hæl-des i et nyt skumplastbæger og begyndelses-temperaturen bestemmes. Nu tilsættes 25 mL vand med samme temperatur. Efter om-røring bestemmes sluttemperaturen, og QB1beregnes.

B2:

Der opløses 4,00 g NaOH-pastiller i den for-tyndede saltsyre og sluttemperaturen aflæ-ses. QB2 beregnes.

tbegynd/°C tslut/°C Q/kJ ΔH/kJ

A1 A2 B1 B2

Efter øvelsen

I A2 har de 2 opløsninger forskellig begyndel-sestemperatur. Argumentér for, at man kan anvende deres middelværdi som begyndelses-temperatur ved beregning af QA2.

Beregn ΔH for hver af vejene.



Soda og krystalvand Natriumcarbonat kan optage 10 vandmolekyler i form af kry-stalvand: (I) Na2CO3(s) + 10 H2O(l) → Na2CO3⋅10H2O(s) Den molare entalpitilvækst for denne reaktion kan bestemmes ved måling af entalpitilvæksten for følgende to opløsningsreak-tioner: (II) Na2CO3(s) → Na2CO3(aq) (III) Na2CO3⋅10H2O(s) → Na2CO3(aq) + 10 H2O(l)


Udførelse 100 mL vand hældes i et skumplastbæger, og begyndelsestemperaturen måles.

2 Skumplastbægre Termometer 100 mL måleglas Na2CO3(s)

Ca. 1 g natriumcarbonat afvejes præcist og opløses i vandet i skumplastbægeret. Slut-temperaturen aflæses.

Na2CO3⋅10H2O(s)

Målingen gentages med natriumcarbonat–vand (1/10).

Efter øvelsen

Beregn de molare entalpitilvækster, ΔHm(II) og ΔHm(III), for reaktionerne (II) og (III) ud fra de to målinger.

Hvilken sammenhæng er der mellem reakti-

onerne (I), (II) og (III)? Beregn ΔHm(I) ud fra ΔHm(II), ΔHm(III) og

Hess’ lov. tbegynd/°C tslut/°C Qvand/kJ M/(g/mol) n/mol ΔHm/kJ Na2CO3(s) Na2CO3⋅10H2O(s)



Indgreb i ligevægt1 En ofte anvendt ligevægt, når man skal studere indgreb, er:

Fe3+(aq) + SCN–(aq) FeSCN2+(aq) FeSCN2+(aq) har en kraftig rød farve, og derfor er det let at se, om ligevægten ved indgreb forskydes mod højre eller venstre.


Udførelse

7 reagensglas

220 mL vand i en konisk kolbe tilsættes 15 mL 0,1 M kaliumthiocyanat og 15 mL 0,1 M jern(III)nitrat.

2 100 mL bægerglas 250 mL konisk kolbe 100 mL måleglas

Hæld 40 mL af blandingen i hvert af to 100 mL bægerglas.

3 glasspatler 0,1 M KSCN(aq) 0,1 M Fe(NO3)3(aq)

Fyld 7 reagensglas halvt med blandingen og nummerer fra 1 til 7.

Fe(NO3)3(s) KSCN(s) 0,1 M AgNO3(aq)

Temperatur-ændring

NaHSO3(s)

Reagensglas nr. 2 opvarmes forsigtigt med bunsenbrænder, mens nr. 3 afkøles i vand og dernæst i isvand.

Is

Sammenlign reagensglassene 1, 2 og 3 og af-gør, hvordan temperaturstigning og tempera-turfald påvirker ligevægten.

Tilsæt en spatelfuld kaliumthiocyanat til nr. 4.

Tilførsel og fjernelse af stof Tilsæt en spatelfuld jern(III)nitrat til nr. 5.

Tilsæt en spatelfuld natriumhydrogensulfit til nr. 6.

Tilsæt nogle dråber 0,1 M sølvnitrat til nr. 7.

Sammenlign reagensglassene 1, 4 og 5 og af-gør, hvordan ligevægten påvirkes, når der tilføres stoffer på reaktantsiden.

Sammenlign reagensglassene 1, 6 og 7 og af-gør, hvordan ligevægten påvirkes, når der fjernes stoffer på reaktantsiden.

1 Findes også til Isis B


Koncentrati-onsændring

Det ene af bægerglassene tilsættes 40 mL vand.

Betragt bægerglassene fra oven og afgør, hvordan en koncentrationssænkning påvirker ligevægten.

Efter øvelsen

Afgør ud fra temperaturændringsforsøgene, om reaktionen mod højre er exoterm eller en-doterm.

Opskriv ligevægtsudtrykket for ligevægten.

Forklar forsøgene med tilførsel og fjernelse af stof, dels ud fra ligevægtsudtrykket, dels ud fra Le Chateliers princip.

Henry Louis Le Chatelier 1850-1936

Forklar forsøget med koncentrationsændring, dels ud fra ligevægtsudtrykket, dels ud fra Le Chateliers princip.



Bestemmelse af tilvækst i Gibbs-energi I dette forsøg bestemmes den molare tilvækst i standard Gibbs-energi for en reaktion ud fra reaktionens ligevægtskonstant. Reaktionen er:

AgCl(s) + 2 NH3(aq) Ag(NH3)2+(aq) + Cl–(aq)

Reaktionsbrøken for ligevægten er: 23

–23

]NH[]Cl[])Ag(NH[ ⋅

=+

Y

Ved ligevægt er reaktionsbrøken lig med ligevægtskonstanten, og den molare tilvækst i standard Gibbs-energi kan beregnes ud fra formlen:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ⋅⋅⋅=Δ

+

23

–23θ

m ]NH[]Cl[])Ag(NH[ln– TRG

I forsøget tilsættes der først ammoniakmolekyler til en opløs-ning, der indeholder chloridioner. Dernæst tilsættes der sølv(I)-ioner. I starten går de sammen med ammoniakmolekyler og danner diaminsølv(I)ioner. Når ligevægten indtræder, begynder sølv(I)ionerne at gå sammen med chloridionerne og danner fast sølv(I)chlorid.


Udførelse En burette fyldes med 0,100 M sølv(I)nitrat og en anden med 1,00 M ammoniakvand.

2 buretter Magnetomrører 1: 10 mL NH3(aq)10 mL fuldpipette 100 mL konisk kolbe

Til en konisk kolbe overføres med fuldpipet-te 10 mL 0,0500 M kaliumchlorid. Hertil sættes fra burette 10 mL ammoniakvand.

0,0500 M KCl(aq) 0,100 M AgNO3(aq) 1,00 M NH3(aq)

Blandingen titreres med 0,100 M sølv(I)nitrat, indtil dannelse af sølv(I)chlorid netop gør opløsningen svagt uklar. Aflæs bu-retten med sølv(I)nitrat.

2: 20 mL NH3(aq)

Tilsæt yderligere 10 mL ammoniakvand og titrer igen opløsningen med sølv(I)nitrat. Af-læs buretten med sølv(I)nitrat.

3: 30 mL NH3(aq)

Tilsæt yderligere 10 mL ammoniakvand og titrer igen opløsningen med sølv(I)nitrat. Af-læs buretten med sølv(I)nitrat.


Efter øvelsen

For hvert at de 3 delforsøg foretages følgende beregninger:

a: Blandingens volumen beregnes. b:

Den aktuelle koncentration af chloridioner beregnes ud fra mængden af tilsat kalium-chlorid.

c:

Den aktuelle koncentration af diaminsølv(I)-ioner beregnes ud fra mængden af tilsat sølv(I)nitrat, idet man kan gå ud fra, at alle tilsatte sølv(I)ioner er omdannet til diamin-sølv(I)ioner, og ingen er blevet til sølv(I)-chlorid.

d:

Den aktuelle koncentration af ammoniak be-regnes, idet der tages hensyn til, at nogle af ammoniakmolekylerne er bundet i diamin-sølv(I)ioner.

e:

Reaktionsbrøken, og dermed ligevægtskon-stanten, beregnes.

3NHV 3AgNOV [Cl–] [Ag(NH3)2+] [NH3] Y

1 10 mL 2 20 mL 3 30 mL

Resultat

Beregn den molare tilvækst i standard Gibbs-energi ud fra gennemsnittet af de 3 fundne værdier for ligevægtskonstanten.



Emissionsspektre1 Emissionsspektre fra atomer kan undersøges ved at betragte spektrallamper gennem et goniospektroskop. Farvesprednin-gen kan enten foretages med et prisme eller et optisk gitter; normalt anvendes et optisk gitter. Figuren viser strålegangen:

Gitteret spreder lyset i farver. Det spredte lys optræder flere gange, når man drejer kikkertdelen fra at være ensrettet med kolimatoren og ud til en af siderne. Første gang en farve op-træder kaldes 1. orden, anden gang 2. orden osv. Hvor godt far-verne bliver adskilt afhænger af afstanden mellem rillerne i det optiske gitter; denne afstand har symbolet d og kaldes gitter-konstanten. Når kikkertdelen er indstillet på en bestemt farve og drej-ningsvinklen ϕn er målt, kan lysets bølgelængde bestemmes ud fra gitterligningen:

n⋅λ = d⋅sin(ϕn)

Indstilling Apparatur &

Kemikalier

Goniospektroskop Optisk gitter

Spektrallampe, fx kviksølv

Drej kikkertdelen 90° i forhold til kolimato-ren. Betragt en fjern genstand ud gennem et vindue og stil skarpt. Drej kikkerten tilbage, så vinklen er 0° mel-lem kolimator og kikkertdel. Åbn spalten på kolimatorens ende ca. 1 mm. Justér på koli-matoren indtil spalten ses skarpt. Placér det optiske gitter, så strålegangen er vinkelret på det. Anbring den tændte spektrallampe foran spalten.

1 Et lignende forsøg findes til Isis B eller kan være udført i fysik, hvor goniospektroskopet sikkert står.

ϕn

optisk gitter

spektrallampe

her anbrin-ges øjet

kikkertdelen

kolimator

gradskala


Måling gitter

Kikkerten drejes sådan, at man gennem den ser spaltebilledet af 0. orden i trådkorsets midte. Gradskalaen indstilles sådan, at aflæsemærket er ud for 0o.

Goniospektroskop

Kikkerten drejes nu ud til venstre, indtil spaltebilledet af den første linje står i trådkorsets midte. Vinklen ϕ1v aflæses.

Kikkerten drejes derefter ud til højre, indtil spaltebilledet af den samme linje står i tråd-korsets midte. Vinklen ϕ1h aflæses.

Gennemsnittet af de to vinkler bestemmes -denne vinkel betegnes ϕ1.

En tilsvarende bestemmelse foretages for de øvrige linjer i 1. ordens spektret samt for 2. ordens spektret, hvor de samme linjer optræ-der igen.

Beregninger

Beregn farvernes bølgelængde ud fra gitter-ligningen.

Resultater Farve n ϕn λmålt/nm λtabel/nm Efoton/aJ Udvidelse

Undersøg lyset fra en lavenergipære, hvor lyset stammer fra overgange i kviksølvato-mer. Ved fluorescens i det hvide stof, der lig-ger på lampens inderside, omdannes UV-stråling fra overgange i kviksølvatomerne til lys i det synlige område; samtidig bliver lyset mere hvidt.

kolimator kikkertdel

spalte



Lambert-Beers lov Lambert-Beers lov er en kombination af to love, Lambert lov og Beers lov. Lambert lov udtrykker, at absorbansen generelt er proportional med den vej, l, som lyset passerer i opløsningen:

A = konstant ⋅l Beers lov udtrykker, at der ved små koncentrationer ofte gæl-der, at absorbansen er proportional med koncentrationen af det opløste stof, [A]:

A = konstant ⋅[A] Lambert-Beers lov gælder derfor ofte ved små koncentrationer, men altså ikke altid:

A = ελ ⋅ [A] ⋅ l

For et givent stof, A, kan gyldigheden af Beers lov afprøves med et spektrofotometer. Hvis standardkurven er en ret linje gen-nem (0,0), gælder Beers lov. Da kuvettebredden er kontant for et spektrofotometer, kan gyl-digheden af Lamberts lov ikke afprøves med et spektrofotome-ter. Derimod kan der ret simpelt laves en visuel eftervisning.

Spektrum for Apparatur &

Kemikalier

krystalviolet Spektrofotometer

Mål sammenhørende værdier af absorbans og bølgelængder i det synlige område. Vælg selv en passende afstand mellem bølgelængderne. Mål tættere, der hvor absorbansen er størst. 2,0⋅10–5 M

krystalviolet 2 buretter 6 reagensglas 6 bananflueglas

Tegn et spektrum og bestem λmax, det vil sige den bølgelængde, hvor absorbansen er størst.

Beers lov

Den ene burette fyldes med 2,0⋅10–5 M krystalviolet, den anden med vand.

Der laves 6 opløsninger i hver sit reagens-glas. Opløsningerne sammensættes, som det fremgår af nedenstående tabel, idet der tap-pes fra de to buretter.

Absorbansen måles ved λmax for hver af de seks opløsninger.

Standardkurve

Tegn i regneark er standardkurve og bestem ligningen for tendenslinjen. Er Beers lov gyldig?

50

40

30

20

10

0

50

40

30

20

10

0

Spektrofotometer


Molar absorp-tionskoefficient

Bestem den molare absorptionskoefficient ved λmax ud fra tendenslinjens hældningsko-efficient og kuvettebredden.

Nr. Vkrystalviolet Vvand [krystalviolet] A 1 5,0 mL 0,0 mL M 2 4,0 mL 1,0 mL M 3 3,0 mL 2,0 mL M 4 2,5 mL 2,5 mL M 5 2,0 mL 3,0 mL M 6 1,0 mL 4,0 mL M Lamberts lov

Anbring seks bananflueglas (eller andre ens, cylindriske glas) ved siden af hinanden på hvidt underlag.

Fyld 2,5 mL krystalviolet i hvert glas (vælg selv en passende koncentration blandt de 6 opløsninger).

Tilsæt 1,0 mL vand til glas nr. 2, 2,0 mL til glas nr. 3 osv.

Iagttag glassene både fra siden og fra oven.

Hvordan stemmer iagttagelserne med Lam-berts lov?

Krystalviolet Krystalviolet har følgende strukturformel:

N

N

N+CH3

CH3

CH3

CH3

CH3CH3

Cl

Argumentér ud fra strukturformlen for, at krystalviolet er en farvet forbindelse.

Redegør for, at molekylformlen er C25H30ClN3 og den molare masse 407,98 g/mol.



Bromthymolblåt

Bromthymolblåt er en syrebaseindikator. Når pH er under 1, er den rød, når pH er mellem 3 og 6 er den gul, og når pH er over 8, er den blå. Disse farver svarer til tre forskellige strukturer:

SO3

C3H7

OH+

Br

CH3

CH3

OH

CH3–

SO3

C3H7

O

Br

CH3

CH3

OH

CH3–

SO3

C3H7

O

Br

CH3

CH3

O

CH3–

–

1: Rød (pH < 1) 2: Gul (3 < pH < 6) 3: Blå (pH > 8)

Som syrebaseindikator er det skiftet mellem ’2’ (gul) og ’3’ (blå), der udnyttes. Idet ’2’ betegnes HIn, og ’3’ betegnes In–, er der tale om ligevægten:

HIn(aq) + H2O(l) In– (aq) + H3O+(aq) I denne øvelse optages spektre af ’2’ og ’3’, og et Bjerrum-diagram omfattende forde-lingen mellem HIn og In– bliver udmålt for bromthymolblåt ved hjælp af et spektro-fotometer.

Spektre af bromthymolblåt Opløsninger Apparatur &

Kemikalier

pH ≈ 3 Spektrofotometer pH-meter Magnetomrører Engangspipetter

Overfør 2 mL bromthymolblåt til et 100 mL bægerglas. Tilsæt 20 mL vand. Start magnet-omrøring. Tilsæt dråbevis 6 M HCl(aq) indtil pH er ca. 3, idet pH følges med et pH-meter. Overfør opløsningen til en 50 mL målekolbe og fyld op med vand.

2 stk. 100 mL

bægerglas pH ≈ 7 10 mL måleglas 3 50 mL målekolbe

Overfør 2 mL bromthymolblåt og 10 mL 0,10 M Na2HPO4(aq) og 10 mL 0,10 M KH2PO4(aq)til en 50 mL målekolbe og fyld op med vand.

0,10 M KH2PO4 0,10 M Na2HPO4 pH ≈ 12 6 M HCl(aq) 4 M NaOH(aq)

Bromthymolblåt-opløsning (0,04 %)

Overfør 2 mL bromthymolblåt til et 100 mL bægerglas. Tilsæt 20 mL vand. Start mag-netomrøring. Tilsæt dråbevis 4 M NaOH(aq) indtil pH er ca. 12, idet pH følges med et pH-meter. Overfør opløsningen til en 50 mL målekolbe og fyld op med vand.

Optag spektre

Mål sammenhørende værdier af absorbans og bølgelængder i det synlige område for hver af de tre opløsninger. Vælg selv en pas-

Ætsende


sende afstand mellem bølgelængderne. Mål tættere, der hvor absorbansen er størst.

Efter øvelsen

Tegn et spektrum for hver af de tre opløs-ninger og bestem λmax, det vil sige den bølge-længde, hvor absorbansen er størst.

Beskriv sammenhængen mellem de tre spektre, de angivne farver og strukturform-lerne ovenfor.

Bjerrum-diagram I øvelsen fremstilles først en opløsning af bromthymolblåt. Til denne opløsning tilsættes 1,0 M NaOH(aq) dråbevis. I takt med denne tilsætning omdannes HIn(aq) til In–(aq) :

HIn(aq) + OH–(aq) In–(aq) + H2O(l) For hver tilsat dråbe 1,0 M NaOH(aq) måles opløsningens pH-værdi og absorbans. Der anvendes lys med bølgelængden 615 nm. Ved denne bølgelængde er det kun In–(aq), der absorberer. Opløsningens absorbans er ifølge Lambert-Beers lov propor-tional med koncentrationen af In–(aq):

A = ε615 nm⋅ [In–]⋅l På grundlag at måleresultatet kan indikatorens syrebrøk be-regnes. Der gennemføres som nævnt målinger ved forskellige pH-værdier, så der opsamles data til konstruktion af et Bjer-rum-diagram for bromthymolblåt.

Startopløsning Apparatur &

Kemikalier Spektrofotometer pH-meter Magnetomrører

150 mL demineraliseret vand overføres til et 250 mL bægerglas. Anbring bægerglasset på en magnetomrører og put en magnetpind i. Start magnetomrøringen, der skal køre under hele forsøget.

5 mL fuldpipette 250 mL bægerglas 250 mL måleglas

Tilsæt med fuldpipette 5,0 mL bromthy-molblåtopløsning og 0,10 g KH2PO4(s).

Engangspipetter pH-måling Bromthymolblåt-

opløsning (0,04 %) pH-metret klargøres og justeres med en puf-fer, der har pH 7,00.

KH2PO4(s) 1,0 M NaOH(aq)

Anbring elektroden i opløsningen, hvor den skal blive stående under hele forsøget.

Tænd og klargør spektrofotometret. Indstil bølgelængden på 615 nm.

Måling med spektrofoto-

meter

Spektrofotometer


Første måling

Den første måling kan foretages, når den til-satte portion KH2PO4(s) er helt opløst. Notér pH og opløsningens farve i skemaet. Med en-gangspipette overføres lidt af opløsningen til en kuvette og absorbansen måles. Efter må-lingen hældes kuvettens indhold tilbage i bægerglasset.

De næste målinger

Med engangspipette tilsættes en dråbe 1,0 M NaOH(aq) til opløsningen i bægerglasset (det tilsatte volumen skal ikke måles). Mål igenopløsningens pH og dens absorbans og notér desuden farven. Hæld igen kuvettens indhold tilbage i bægerglasset.

Der tilsættes atter en dråbe 1,0 M NaOH(aq)(to dråber når pH > 6), hvorefter pH og ab-sorbans måles og farven noteres. Fortsæt på denne måde, indtil absorbansen ikke ændrer sig mere.

Måleresultater pH farve A xb xs


Efter øvelsen

Startopløsningens indhold af KH2PO4(aq) bevirker, at pH her er så lav, at bromthymolblåt næsten udelukkende findes som HIn(aq). Følgelig er koncentrationen af In–(aq) meget lav og absorbansen lille. Når der dråbevis tilsættes NaOH(aq), om-dannes mere og mere HIn(aq) til In–(aq), og det får absorban-sen til at stige. Når næsten alt HIn(aq) er omdannet til In–(aq), stiger absorbansen ikke mere.

Som nævnt er det kun In–(aq), der absorberer ved en bølge-længde på 615 nm. Absorbansen følger Lambert-Beers lov: A = ε615 nm⋅ [In–]⋅l og Aslut = ε615 nm⋅ [In–]slut⋅l

Her er Aslut er den absorbans, der måles ved afslutningen at forsøget, hvor absorbansen forbliver uændret.

Som nævnt bevirker tilsætningen af NaOH(aq), at HIn(aq) om-dannes til In–(aq). Summen af [HIn] og [In–] er konstant under hele forsøget, når der ses bort fra den ubetydelige volumenfor-øgelse ved tilsætningen af NaOH-dråberne. Der gælder så: [HIn] + [In– ] = [HIn]slut + [In– ]slut ≈ [In– ]slut Her udnyttes, at [HIn]slut er så lille, at den kan sættes til nul.

Indikatorsystemets basebrøk kan derfor beregnes af:

slutslut

b ][In ][In

][In[HIn]][In

AAx =≈

+= −

−

−

−

Opgaver 1

Anvend de målte absorbanser til i et regneark at beregne basebrøken og syrebrøken.

2 Tegn Bjerrum-diagrammet, som er en (pH,xs)-graf. 3

Bestem pKS for bromthymolblåt ud fra Bjerrum-diagrammet. Sammenlign med tabelværdien, der er 7,1.

4

Omslagsområdet for bromthymolblåt angives normalt til 6,0 -7,6. Hvordan stemmer det de iagttagne farver?

5

Omslagsområdet ligger ikke helt symmetrisk omkring pKS-værdien. Kan det forklares med forskelle i absorbans ved λmaxfor HIn(aq) og In–(aq)? Beregn ε615 nm.

6 Beregn pH i startopløsningen, som er en amfolytopløsning. 7

Opskriv reaktionsskemaet for reaktionen mellem H2PO4–(aq) og OH–(aq)?



Byg-selv-spektrofotometer Det er muligt selv at bygge et meget simpelt spektrofotometer. Det kan kun arbejde ved en bestemt bølgelængde, og det er ik-ke absorbansen, der måles. Spektrofotometret består af et lille reagensglas, der er anbragt i en træklods. På tværs af træklodsen er der boret et hul. Det gør, at der fra den ene side kan lyses på tværs af reagensglas-set. På den anden side kan man fx få et mål for, hvor meget ly-se der kommer igennem, med en LDR-resistor.

Opbygning Apparatur &

Kemikalier

En træklods udbores, så der kan sænkes et lille reagensglas ned i det.

Spændingskilde Ohmmeter Udboret træklods Lille reagensglas Lysdiode

Der bores et hul på tværs, så der kan an-bringes en lysdiode på den ene side af rea-gensglasset og en LDR-resistor på den an-den.

LDR-resistor 330 Ω resistor 0,10 M CuSO4(aq) Div. glasudstyr

Lysdioden skal kobles i serie med en resistor på fx 330 Ω. Det lange ben på lysdioden skal kobles til spændingskildens positive pol. Der skal skrues så meget op for spændingen, at lysdioden lyser passende. Den samme spænding skal anvendes hver gang.

LDR-resistoren kobles til ohmmeteret. LDR står for Light Dependent Resistance. Derfor afhænger resistansen af, hvor meget af lyset fra lysdioden, der kommer igennem den op-løsning, der er i reagensglasset.

Lysdiode

Der findes en række forskellige lysdioder på markedet. Hver type udsender lys med en ganske bestemt bølgelængde. Der skal væl-ges en lysdiode, hvis bølgelængde ligger tæt på λmax for det stof, hvis koncentration skal bestemmes.

Som eksempel kan koncentrationen af en opløsning af kobber(II)sulfat undersøges. λmax kan bestemmes ved at optage et spek-trum med et rigtigt spektrofotometer. Da opløsningen er blå, må λmax ligge i det røde område, og lysdioden skal derfor være rød.


Lysdioden

Hvis bølgelængden for lyset fra lysdioden ikke er kendt, kan den bestemmes med et goniospektroskop (se laboratorieforsøg 2.1).

”Standardkurve”

Fremstil en ([Cu2+],R)-graf ud fra målinger på opløsninger kobber(II)sulfatopløsninger med forskellige koncentrationer.

Anvendelse

Anvend det hjemmelavede spektrofotometer til at bestemme koncentrationen af en kob-ber(II)sulfatopløsning med ukendt koncen-tration.

Kobberindhold i legering

Det hjemmelavede spektrofotometer kan fx anvendes til at bestemme indholdet af kob-ber i en legering, fx i en 25-øre.

25-øren opløses i ca. 100 mL 2 M salpetersy-re; opvarmning er nødvendig. Opløsningen fortyndes til 250 mL i en målekolbe.

Opløsningens koncentration bestemmes med det hjemmelavede spektrofotometer.

Ud fra den fundne koncentration kan kob-berindholdet beregnes.

Bemærkninger

Den her beskrevne fremstilling af det hjemmelavede spektrofotometer skal tilpas-ses til den lysdiode og den LDR-resistor, der anvendes. Eventuelt kan der anvendes et kredsløb med en fototransistor som alterna-tiv til LDR-resistoren.

Der kan naturligvis også anvendes andre materialer end træ, og reagensglasset er ikke det bedste valg.



Hexaammincobalt(III)chlorid Hexaammincobalt(III)chlorid indeholder ionen Co(NH3)63+, der er et oktaederisk opbygget kompleks. Hexaammincobalt(III)-chlorid kan fremstilles ud fra cobalt(II)chlorid-vand(1/6): 2 CoCl2⋅6H2O(s) + 10 NH3(aq) + 2 NH4Cl(aq) + H2O2(aq) →

2 [Co(NH3)6]Cl3(s) + 14 H2O(l)

Der sker to ting. Cobalt(II) oxideres til cobalt(III), og vandmo-lekylerne udskiftes med ammoniakmolekyler.

Syntese Apparatur &

Kemikalier

Cirka 2,0 g cobalt(II)chlorid-vand(1/6) afvejes præcist og overføres til et reagensglas.

2 reagenglas 100 mL bægerglas 250 mL bægerglas

Der tilsættes 2,0 mL vand. Sæt prop på og omryst blandingen.

10 mL måleglas 50 mL konisk kolbe 50 mL målekolbe urglas engangspipetter

I et andet reagensglas blandes 2,0 g ammo-niumchlorid med 6,0 mL koncentreret am-moniakvand og 2,0 mL vand. Sammenblan-dingen skal foregå i et stinkskab!

Udstyr til filtrering Udstyr til magnet-

omrøring Indholdet af det andet reagensglas hældes ned i det første reagensglas.

Udstyr til suge-filtrering CoCl2⋅6H2O(s)

Til blandingen sættes 0,2 g pulveriseret, aktivt kul.

NH4Cl(s) Konc. NH3(aq) Oxidation 30 % H2O2(aq)

Der afmåles 1,2 mL 30 % hydrogenperoxid. Overhold sikkerhedsreglerne!

Aktivt kul Konc. HCl(aq) 6 M HCl(aq)

Tilsæt herfra med en engangspipette et par dråber til blandingen og omryst kraftigt.

96 % ethanol

Fortsæt med denne dråbevise tilsætning og omrystning, så de 1,2 mL er tilsat i løbet af 10 minutter.

Blandingen skal nu reagere færdig. Det sker ved at lade den stå i 30 minutter, idet der dog omrystes for hver 5 minutter.

Det stof, der skal bruges i den videre synte-se, er nu på fast form. Det opsamles ved fil-trering og overføres til et 100 mL bægerglas.


Hvis der er en rest af fast stof i reagensglas-set overføres det ligeledes. Anvend 20 mL vand til overførslen af det faste stof.

Omkrystallisation

Det aktive kul skal nu fjernes. Det sker ved at anbringe bægerglasset i et vandbad på ca. 40 °C varmt vand indtil det stof, der skal bruges i den videre syntese, er opløst.

Herefter foretages en ny filtrering, hvor det aktive kul tilbageholdes i filteret. Filtratet opsamles i en 50 mL konisk kolbe.

Fældning

Der skal nu foretages udfældning af he-xaammincobalt(III)chlorid ved tilsætning af koncentreret saltsyre.

Undgå stødkogning!

Det sker ved under magnetomrøring dråbe-vis at tilsætte 6 mL koncentreret saltsyre. Tilsætningen skal ske langsomt og forsig-tigt, da der på grund af høj temperatur er risiko for stødkogning. Foretag tilsætningen i stinkskab. Overhold reglerne for arbejde med koncentreret saltsyre!

Sugefiltrering

Opsaml de dannede krystaller af hexaam-mincobalt(III)chlorid ved sugefiltrering. Vask først krystallerne med 5 mL 6 M salt-syre og dernæst med 5 mL ethanol.

Tørring

Overfør krystallerne til et urglas og lad dem tørre. Vej krystallerne.

Optagelse af VIS-spektrum

Afvej 0,1 g af udbyttet og overfør det med lidt vand til en 50 mL målekolbe.

Fyld op til stregen og omryst.

Optag et spektrum af hexaammincobalt(III)-chlorid med spektrofotometer.

Efter øvelsen Foretag udbytteberegning.

Bestem λmax og ε. Kommenter i forhold til opløsningens farve.

Tabelværdier λmax = 475 nm og ε 475 = 56 M–1cm–1.



Campell’s blue bottle Methylenblåt har strukturformlen:

S

N

N+

CH3

CH3

NCH3

CH3 Som det fremgår af navnet er der tale om et blåt stof. Methy-lenblåt kan reduceres til en farveløs udgave, leuco-methylen-blåt:

S

N

N CH3

CH3

NCH3

CH3

H

Leuco betyder hvid, så denne udgave kunne kaldes ”methylen-hvidt”. I dette klassisk forsøg foregår reduktionen i basisk op-løsning med glucose:

methylenblåt(aq) + C6H12O6(aq) → methylenhvidt(aq) + CO2(g)

Ved til tilførsel af dioxygen går rektionen den anden vej:

methylenhvidt(aq) + O2(g) → methylenblåt(aq) + H2O(l)

Udførelse Apparatur & Kemikalier

Fyld en 1 L flaske af farveløst glas eller ko-nisk kolbe ¾ med 30-40 °C varmt vand.

1 L flaske af far-veløst glas eller konisk kolbe

Tilsæt 125 mL 2 M NaOH(aq). Sikkerhed: 2 M NaOH(aq) er ætsende!

100 mL måleglas Ætsende Engangspipette 1% methylenblåt1

Tilsæt så mange dråber methylenblåt-opløsning, at der giver en tydelig blå farve.

2 M NaOH(aq) Glucose

Sæt prop på og ryst flasken. Stil den på bor-det og iagttag. Efter nogle minutter forsvin-der den blå farve. Ryst flasken og den ven-der tilbage.

Efter øvelsen Forklar, at methylenblåt er et farvet stof.

Forklar, at methylenhvidt er et farveløst stof.

1 0,5 g methylenblåt opløses i 50 mL ethanol



Elektronledningsevne Metaller har elektronledningsevne. Det betyder, at det er elek-troner, der bærer den elektriske ladning, når der går en elek-trisk strøm gennem fx en glødetråd i en elpære. Her foretages måling af sammenhørende værdier af strømstyr-ke og spændingsforskel. Et lignende forsøg er sikkert lavet i fy-sikundervisningen.

Udførelse Opbyg det viste kredsløb. Apparatur &

Kemikalier

Pære, fx 6 V

Tilhørende fatning

Variabel spændingskilde

Mål sammenhørende værdier af strømstyr-ke og spændingsforskel. Udvælg selv pas-sende værdier for spændingsforskellen i in-tervallet fra 0 V og op til den maksimale spændingsforskel, som elpæren kan tåle.

Amperemeter Voltmeter Efter øvelsen Ledninger

Overfør målingerne til et regneark og tegn en (I,U)-graf.

Beregn glødetrådens resistans for hver må-ling. Hvilken sammenhæng er der mellem de beregnede resistanser og (I,U)-grafen?

Beregn for hver måling den effekt, hvormed der omsættes energi i glødetråden.

Tabel U/V I/A R/Ω P/W

V

A



Ionledningsevne Ionforbindelser på flydende form og i vandig opløsning har ion-ledningsevne. Det betyder, at det er ioner, der bærer den elek-triske ladning, når der går en elektrisk strøm. OBS: I dette forsøg anvendes der med en forbindelse, der inde-holder bly(II)ioner, og der dannes dibrom på gasform. Begge de-le er giftige. Læs brugsanvisning! Arbejd med udsugning!

Smeltet Apparatur &

Kemikalier ionforbindelse Digelen fyldes halvt med bly(II)bromid og anbringes i porcelænstrekanten på trefoden.

Digel Porcelænstrekant Trefod Bunsenbrænder Spændingskilde

I digelen anbringes de to carbonelektroder, så deres ender peger skråt mod hinanden. Nær bunden må der højst være 5 mm mel-lem elektrodernes ender (se tegningen).

Amperemeter Ledninger Carbonelektroder 250 mL bægerglas

Elektroderne forbindes til spændingsforsy-ningen, og der indsættes et amperemeter i serie.

100 mL måleglas Bly(II)bromid Naphtalen Ethanol

Samtidig med at der holdes øje med ampere-meterets visning, opvarmes nu til bly(II)-bromidet smelter. Bemærk udvikling af dibrom.

Fast

ionforbindelse Der slukkes for bunsenbrænderen; samtidig holdes der øje amperemeterets visning.

Opløst ionforbindelse

Der anbringes to carbonelektroder i et 250 mL bægerglas med 50 mL vand. Elektroderne er som før via et amperemeter sluttet til spændingskilden.

Undersøg, om der går en elektrisk strøm gennem vandet.

Opløs en spatelfuld bly(II)bromid i vandet.

Undersøg, om der går en elektrisk strøm gennem opløsningen.

Smeltet mole-

kylforbindelse Gentag forsøget ovenfor, men med naphtalen i stedet for bly(II)bromid.

_ +on

V12.34

A


Fast molekyl-forbindelse

Lad som med bly(II)bromid den smeltede naphtalen størkne, samtidig med at holdes der øje amperemeterets visning.

Opløst molekyl-forbindelse

Naphtalen er uopløselig i vand, men er noget opløselig i ethanol.

Der anbringes to carbonelektroder i et 250 mL bægerglas med 50 mL ethanol. Elektro-derne er som før via et amperemeter sluttet til spændingskilden.

Undersøg, om ethanol leder elektrisk strøm. Opløs en spatelfuld naphtalen i ethanolen.

_ +on

V12.34

Undersøg, om der går en elektrisk strøm gennem opløsningen.

A



Molar konduktivitet Konduktiviteten er defineret som den reciprokke værdi af re-sistiviteten:

AlG

Al

R⋅=⋅== 11

ρκ

Som enhed for konduktivitet anvendes: mS

Molar konduktivitet er defineret som konduktiviteten divideret med den formelle koncentration:

cκλ =

Som enhed for molar konduktivitet anvendes ofte: mol

cmS 2⋅

Før øvelsen Apparatur & Kemikalier

Gør rede for hvert af symbolerne i formlerne ovenfor.

Ledningsevne-måler Udførelse 100 mL bægerglas

Konduktansen måles med en ledningsevne-måler i 50 mL vand i et 100 mL bægerglas.

100 mL måleglas Burette 0,1 M K2SO4(aq)

Tilsæt 1 mL 0,1 M K2SO4(aq) fra en burette og gentag målingen

Gentag tilsætningen og målingerne, som det fremgår af tabellen nedenfor.

V(K2SO4)/mL 0 1 5 10 20 30 40 50 κ/(Sm–1) Efter øvelsen

Overfør dataene til et regneark og beregn for hver af de 8 opløsninger den formelle koncen-tration af kaliumsulfat i enheden mol/L.

Omregn de formelle koncentrationer til enhe-den mol/m3.

Beregn den molare konduktivitet for hver af de 8 opløsninger.

Tegn en graf, der viser den molare kondukti-vitet som funktion af den formelle koncentra-tion.


Tegn en graf, der viser den molare kondukti-vitet som funktion af kvadratroden af den formelle koncentration.

Bestem den molare konduktivitet for K2SO4ved uendelig fortynding ud fra resultaterne.

molmS105,73

24–0

K⋅⋅=+λ

Bestem den molare konduktivitet for K2SO4ved uendelig fortynding ud fra ionernes mola-re konduktivitet ved uendelig fortynding.

molmS100,160

24–0

SO –24

⋅⋅=λ

on 7,5

25 m

L



Bestemmelse af saltindhold i vand Rent vand leder strømmen meget dårligt; dets konduktivitet er

mμS5,5vandrent =κ

For små koncentrationer af salt i vand er konduktiviteten pro-portional med den samlede koncentration af elektrolytter i vand:

ck ⋅=κ I denne øvelse beregnes proportionalitetskonstanten under an-tagelse af, at vandprøven kun indeholder opløst natriumchlo-rid.

Før øvelsen Apparatur &

Kemikalier Beregn den molare konduktans ved uendelig fortynding for natriumchlorid.

Ledningsevne-måler 100 mL bægerglas 100 mL måleglas

Beregn konduktiviteten for en opløsning af natriumchlorid, der indeholder 1,0 mmol pr. liter.

Vandprøver Udførelse

50 mL af det saltholdige vand fyldes i et 100 mL bægerglas Konduktansen måles med en ledningsevnemåler.

Vandprøve κ/(Sm–1) cNaCl/(mmol/L) Destilleret vand Demineraliseret vand Mineralvand Søvand Havvand Efter øvelsen

Beregn for hver vandprøve den koncentration af natriumchlorid, cNaCl, der ville give den samme konduktivitet, som der er målt i vandprøven.

I hvilke af vandprøverne er det overvejende natriumioner og chloridioner, der leder den elektriske strøm?

Hvilke andre ioner må forventes at være til stede?



Konduktometrisk titrering En konduktometrisk titrering kan anvendes til koncentrations-bestemmelse. Det udnyttes, at en opløsnings konduktivitet af-hænger af, hvilke ioner der er til stede og i hvilke koncentrati-oner.

Ved en konduktometrisk titrering måles konduktiviteten i titranden som funktion af tilsat titrator.

I denne øvelse titreres ∼2 M NaOH(aq) med 4,00 M HCl(aq).


Ledningsevne-måler

Den ene burette (fælles for klassen) påfyldes ∼2 M NaOH(aq). Den anden påfyldes 4,00 M HCl(aq). Sikkerhed: ætsende, brug sikker-hedsbriller og handsker, læs brugsanvisning.

250 mL bægerglas 100 mL måleglas 2 burette

Der afmåles 100 mL vand, som fyldes i bæ-gerglasset.

Magnetomrører ∼2 M NaOH(aq)1 Første måling4,00 M HCl(aq)

Der tilsættes 10,0 mL ∼2 M NaOH(aq) fra den ene burette. Start magnetomrøring. Konduk-tiviteten måles.

Næste målinger

Der tilsættes nu 1,0 mL 4,00 M HCl(aq) ad gangen (se tabellen). Efter hver tilsætning måles konduktiviteten.

VHCl/mL 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 κ/(Sm–1) Efter øvelsen

Overfør resultaterne til regneark og tegn en (VHCl,κ)-graf.

Forklar grafen udseende og bestem natrium-hydroxidopløsningens koncentration.

Indtegn tendenslinje for den faldende og den stigende del af grafen hver for sig.

Udvidelse

Foretag en konduktometrisk titrering af ethansyre med natriumhydroxid.

Eventuelt kan ethansyreindholdet i hushold-ningseddike bestemmes ved konduktometrisk titrering.

1 Eventuelt kan ”Borups Afløbsrens” anvendes i stedet

on7,5

25 mL

on



Dissociationsgrad for ethansyre Dissociationsgraden for en svag elektrolyt, fx ethansyre, er lig med elektrolyttens molare konduktivitet divideret med den molare konduktivitet ved uendelig fortynding:

0λλα =

Når der som her er tale om en svag syre, er dissociationsgraden det samme som hydronolysegraden.

Før øvelsen Apparatur &

Kemikalier Ledningsevne-

måler

Beregn den molare konduktivitet ved uen-delig fortynding for ethansyre ud fra relevante ioners molare konduktivitet ved uendelig fortynding.

100 mL bægerglas 100 mL måleglas Udførelse Burette

Fyld 50 mL vand i bægerglasset. Start mag-netomrøring. Fyld ethansyre på buretten.

Magnetomrører Første måling Mål konduktiviteten i vandet. 0,100 M ethan-

syreopløsning Næste målinger

Der tilsættes nu 0,100 M ethansyre i de mængder, der fremgår af tabellen. Efter hver tilsætning måles konduktiviteten.

Vethansyre/mL 0 1 5 10 15 20 25 30 40 50 κ/(Sm–1) Efter øvelsen

Overfør dataene til et regneark og beregn for hver af opløsningerne den formelle koncen-tration af ethansyre i enheden mol/L.

Omregn de formelle koncentrationer til enhe-den mol/m3.

Beregn den molare konduktivitet for hver af opløsningerne.

Beregn dissociationsgraden (hydronolysegra-den) for hver af opløsningerne.

)–1(

2s

s αα⋅= cK

Beregn ethansyres styrkekonstant ud fra hver af opløsningernes dissociationsgrad (hy-dronolysegrad).

on7,5

25 mL

on



Elektrolyse af smeltet elektrolyt I denne øvelse foretages den elektrolyse af en smeltet elektrolyt, bly(II)bromid, der er omtalt på opslag 36 i Isis A.

OBS: Der arbejdes med en forbindelse, der indeholder bly(II)ioner, og der dannes dibrom på gasform. Begge dele er giftige. Læs brugsanvisning! Arbejd med udsugning!

Udførelse Apparatur &

Kemikalier Der fyldes så meget bly(II)bromid i bæger-glasset, at der dannes et lag på ca. 1 cm.

Spændingskilde Amperemeter Ledninger

De to carbonelektroder anbringes i bly(II)bromid-laget, se figur.

Carbonelektroder Trefod Trådnet Bunsenbrænder

Elektroderne forbindes til spændingsforsy-ningen, og der indsættes et amperemeter i serie.

50 mL måleglas Bly(II)bromid

Samtidig med at der holdes øje med ampere-meterets visning, opvarmes nu til bly(II)-bromidet smelter. Bemærk udvikling af dibrom.

Når elektrolysen har forløbet i et passende tidsrum slukkes for spændingsforsyningen.

Efter afkølingen vil man kunne se, at der er dannet en klump bly.

Efter øvelsen

Opskriv reaktionsskemaet for bruttoreaktio-nen og de to halvreaktioner.

Beregn, hvor meget bly der kan dannes i løbet af 10 minutter ved den strømstyrke, der er iagttaget.

Udvidelse Et lignende forsøg kan laves med ZnCl2(s).

_ +on

V12.34

A


1


Fornikling1 Der er en række metoder til at undgå korrosion af metaller. En af dem er galvanisk fornikling. Metoden illustreres i dette for-søg, ved at der lægges et lag nikkel på en afgrænset del af en kobberplade.


Før øvelsen

Spændingskilde

Find ud af, hvordan kobber og nikkel er pla-ceret i forhold til hinanden i spændingsræk-ken.

Amperemeter Kobberplade Udførelse Nikkelplade

Polér kobberpladen med ståluld på begge si-der.

Ledninger Krokodillenæb Ståluld Neglelak Pensel Propanon

Læg kobberpladen i 2 M natriumhydroxid i nogle sekunder og vask den dernæst med demineraliseret vand. Sikkerhed: NaOH er ætsende, brug sikker-hedsbriller og handsker.

0,2 M NiSO4(aq) Ætsende 2 M NaOH(aq) Tør pladen med et papirhåndklæde. Dem. vand

Brug en pensel og skriv med neglelak dit navn eller tegn en tegning på kobberpladen. Blæs pladen tør.

Elektrolysekaret

Hæld nikkel(II)sulfatopløsningen i bægerglas-set til det er næsten fyldt. Anbring nikkelpladen og kobberpladen i opløs-ningen.

Elektrolysen

Indstil spændingskilden på 6 V jævnstrøm. Slut nikkelpladen til spændingskildens plus-pol og kobberpladen til minuspolen.

Lad strømmen løbe gennem opløsningen i 10 minutter. Mål strømstyrken.

Sluk for spændingskilden og tag kobberpladen op.

1 Forsøget i en lidt simplere version findes også til Isis C


2

Rengøring

Kobberpladen rengøres med et stykke papir-håndklæde dyppet i propanon.

Sikkerhed: propanon er meget brandfarligt. Ingen åben ild.

Meget brandfarlig Efter øvelsen

Opskriv reaktionsskemaet for reaktionerne ved de to poler.

Opskriv reaktionsskemaet for bruttoreaktio-nen.

Beregn, hvor meget nikkel der er blevet dan-net.



Anodisering af aluminium I specielle tilfælde anvendes en metalgenstand, der skal overfladebehandles, som anode. Det sker fx ved anodisering af aluminium. På overfladen af aluminiumgenstande dannes der spontant et tyndt, beskyttende lag af Al2O3(s), der under normale forhold beskytter aluminiumgenstande mod korrosion. Oxidlagets tykkelse kan øges ved anodisering. Metallet anbringes som anode i en elektrolyt. Herved afgiver aluminium elektroner:

2 Al(s) + 6 OH−(aq) → Al2O3(s) + 3 H2O(l) + 6 e−

Efter anodiseringen er oxidlaget nok blevet tykkere, men der er små huller i laget, som gør det sårbart. Derfor skal disse huller fyldes. Det kan ske med vand, eventuelt tilsat farve.

Sikkerhed: Der arbejdes med ætsende væ-sker, brug sikkerhedsbriller og handsker. Læs brugsanvisningerne.


Kemikalier Bejdsning Spændingskilde Aluminiumplade Blyplade

Aluminiumspladen, der fx kan være 3 cm × 9 cm, bejdses på de nederste 2/3. Det sker ved at anbringe den i ca. 80 °C varmt 2 M NaOH(aq). Der skal ske en kraftig gasud-vikling, varighed ca. 2 min.

250 mL bægerglas Plastbalje el.lign. 2 M NaOH(aq) 5 M H2SO4(aq)

Tag pladen op og skyl den med vand, hvoref-ter den bejdsede del af pladen dyppes i 1 M HNO3(aq). Skyl pladen med vand.

1 MHNO3(aq) AnodiseringenStærk te eller

Bromthymolblåt

Ubehandlet

Der foretages nu en elektrolyse, hvor alumi-niumpladen er anoden og en blyplade er ka-toden. Kun den nederste 1/3-del skal anodise-res. Som elektrolyt anvendes 2 M svovlsyre. Analyseglasset anbringes i et vandbad medisvand; temperaturen af elektrolytten må ik-ke overstige 20-25 °C.

Bejdset Vælg en spænding, så der netop kan ses gas-udvikling ved anoden.

Bejdset og

anodiseret

Under anodiseringen, som varer ca. 10 mi-nutter, skal der røres rundt. Samtidig holdes der øje med elektrolyttens temperatur.

Afbryd anodiseringen og skyl pladen i vand.

Aluminiumpladens 3 forskellige overflader


Ledningsevne

Undersøg hvilke af de tre overflader, der er elektrisk ledende.

Farvning

Anbring aluminiumpladen i en kold opløsning af fx te eller bromthymolblåt. Varm dernæst op til ca. 50 °C, og lad pladen stå i den varme opløsning i ca. 5 minutter.

Tag pladen op og skyl den. Hvor sidder farven fast?

Efter øvelsen

Når aluminiumpladen nedsænkes i stærk base, dannes der Al(OH)4(H2O)2–(aq) og H2(g). Opskriv reaktionsskemaet for denne reakti-on.



Elektrokemisk rustfjerner I dette forsøg fjernes der rust fra en rusten genstand. Den rustne genstand udgør katoden i en elektrolyse, mens en plade af rustfrit stål er anoden. Der er (mindst) to teorier om, hvad der sker: 1. Rust består næsten udelukkende af Fe2O3(s) og kan ikke

opløses i vand. Ved katoden modtager rusten elektroner, hvorved det bliver reduceret:

Fe3+(s) + e– → Fe2+(s/aq)

Jern(II)forbindelser er mere opløselige i vand. Et argu-ment for denne teori er, at rustlaget bliver sort under elektrolysen.

2. Den anden teori går ud på, at dannes bobler af dihydrogen under elektrolysen, og at disse fysisk løsner rusten:

2 H2O(l) + 2 e– → H2(g) + 2 OH–(aq)

Jernet under rusten bliver ikke ødelagt under elektrolysen.


25 g natriumcarbonat opløses i 1 L vand i baljen.

Spændingskilde Plastbalje el.lign. Skuresvamp

Den rustne genstand kobles til spændings-kildens minuspol og anbringes i opløsningen.

Varmeskab Plade af rustfrit stål

Pladen af rustfrit stål kobles til spændings-kildens pluspol og anbringes i opløsningen.

Krokodillenæb Rusten genstand Natriumcarbonat

Spændingen indstilles til 6-12 V. Efter nogen tid (1-2 dage!) er rusten løsnet.

Elektrolysen standses og genstanden rengø-res med en skuresvamp eller lignende. Er der stadig rust gentages behandlingen.

Genstanden tørres, fx i et varmeskab, og smøres eventuelt med en rustbeskyttende olie, fx WD-40.

Efter øvelsen Hvilken rolle spiller natriumcarbonat.

Hvorfor ødelægges jernet under rustlaget ik-ke?

Hvad sker der, hvis der byttes om på polerne?

_ +on

V12.00



Daniell-elementet I dette forsøg udmåles sammenhængen mellem strømstyrken I og polspændingen Up for et Daniell-element. Ud fra målingerne bestemmes Daniell-elements hvilespænding U0 og dets indre resistans Ri ud fra sammenhængen:

Up = U0 – Ri ⋅I Endelig bestemmes kortslutningsstrømmen Imax, og det eftervi-ses, at elementet yder maksimal effekt, når den ydre resistans Ry er lig den indre resistans.


Kemikalier Daniell-element

Daniell-elementet samles og kobles til deka-deresitoren og måleinstrumenterne som vist.

Dekaderesistor Amperemeter Første måling Voltmeter 0,25 M CuSO4(aq)

Dekaderesitoren indstilles på en stor resi-stans. Polspændingen og strømstyrken aflæ-ses

0,25 M ZnSO4(aq)

De næste må-linger

Dekaderesistorens resistansen sænkes trin-vis, store spring i starten, dernæst mindre og mindre. Slut med 0 Ω. For hver trin aflæses polspændingen og strømstyrken.

Rdekade/Ω

I/mA Up/V

Efter øvelsen

Overfør resultaterne til et regneark og frem-stil en (I,Up)-graf.

Bestem ligningen for tendenslinjen.

Bestem Daniell-elements hvilespænding U0, dets indre resistans Ri ud fra ligningen for tendenslinjen.

AV


Bestem kortslutningsstrømmen Imax, som er strømstyrken, når polspændingen er 0 V.

Bestem for hver måling den effekt, hvormed der afsættes varme i den ydre del af kredslø-bet.

Bestem for hver måling den samlede ydre resistans Ry, som er summens af dekadere-sistorens resistans og den indre resistans i amperemeteret.

Fremstil en (Ry,P)-graf.

Undersøg påstanden om, at elementet ydermaksimal effekt, når den ydre resistans Ry er lig den indre resistans Ri.

Udvidelse

Gentag forsøget med Daniell-elementet kun 1/3-fyldt op med kobbersulfat og zinksulfat.

Sammenlign resultaterne for de to forsøg. Op-fat det helt fyldte Daniell-element som en parallelkobling af 3 stk. 1/3-fylde.



Koncentrationscelle og bly(II)iodid I en koncentrationscelle er den eneste forskel mellem de to halvceller, at koncentrationerne er forskellige. Her anvendes en koncentrationscelle til at bestemme opløselighedsproduktet for bly(II)iodid:

PbI2(s) Pb2+(aq) + 2 I–(aq), Ko = [Pb2+][ I–]2

Sikkerhed: Blyforbindelser er giftige, læs brugsvejledningen.

Udførelse Blyelektroderne pudses blanke med ståluld. Apparatur & Kemikalier Voltmeter Blyplader1

Den ene halv-celle

I et 100 mL bægerglas fyldes 50 mL 0,010 M Pb(NO3)2(aq).

Ståluld 4 stk. 100 mL bæ-

gerglas Den anden

halvcelle 50 mL måleglas Termometer Filterpapir

Der udføres tre målinger, hvor den anden halvcelle indeholder forskellige blandinger af 0,10 M NaI(aq) og 0,010 M Pb(NO3)2(aq). Det samlede volumen er i hvert tilfælde 40 mL; se tabellen nedenfor2.

2 buretter 0,010 M Pb(NO3 )2 Saltbro0,10 M NaI(aq) Mættet KNO3(aq)

De to halvceller forbindes med en saltbro, der består af et passende stykke udklippet filter-papir, der er dyppet i mættet kaliumnitrat.

Målinger

Elektroderne holdes, så de ikke berører glas-sets sider eller saltbroen, mens koncentrati-onscellens hvilespænding måles.

Mål også elektrolytternes temperatur.

Vbly(II)nitrat Vnatriumiodid U0/V [Pb2+]/M [I–]/M [Pb2+][I-]2/M3

30 mL 10 mL 20 mL 20 mL 10 mL 30 mL

Efter øvelsen

Beregn elektrodepotentialet for den halvcelle, der er uændret under forsøget.

Beregn for hver måling elektrodepotentialet for den anden halvcelle ved brug U0 og elek-trodepotentialet for den halvcelle, der er uændret under forsøget.

1 Behøver kun at være strimler. 2 De to opløsninger kan eventuelt hældes i hver sin burette, hvis flere skal lave øvelsen samtidigt.


Beregn for hver måling [Pb2+] i den anden halvcelle.

Beregn for hver måling stofmængden af fæl-dede Pb2+-ioner.

Beregn for hver måling stofmængden af fæl-dede I--ioner.

Beregn opløselighedsproduktet for hver må-ling.

Beregn gennemsnittet og sammenlign med tabelværdien.



Koncentrationscelle og sølv(I)chlorid I en koncentrationscelle er den eneste forskel mellem de to halvceller, at koncentrationerne er forskellige. Her anvendes en koncentrationscelle til at bestemme opløselighedsproduktet for sølv(I)chlorid:

AgCl(s) Ag+(aq) + Cl–(aq), Ko = [Ag+][ Cl–]

Udførelse Rens de to sølvelektroder. Apparatur &

Kemikalier Voltmeter Sølvelektroder1

Den højre halvcelle

I et 100 mL bægerglas fyldes 50 mL 0,100 M AgNO3(aq).

Ståluld 2 stk. 100 mL bæ-

gerglas Den venstre

halvcelle 50 mL måleglas 10 mL fuldpipette

Der udføres først fire målinger, hvor den ven-stre halvcelle indeholder 50 mL af forskellige opløsninger med forskellige koncentrationer af sølv(I)nitrat; se tabellen nedenfor.

100 mL målekolbe Termometer Filterpapir 0,100 M AgNO3(aq) 0,010 M NaCl(aq) Mættet KNO3(aq)

Til slut udføres en femte måling, hvor den anden halvcelles indhold består af 50 mL 0,010 M NaCl(aq), som er tilsat 1 dråbe 0,100 M AgCl(aq). Herved udfældes AgCl(s). [Cl–] sættes dog til 0,010 M, mens [Ag+] er ukendt. Når [Ag+] er bestemt, kan opløselighedspro-duktet beregnes.

Saltbro

De to halvceller forbindes med en saltbro, der består af et passende stykke udklippet filter-papir, der er dyppet i mættet kaliumnitrat.

Målinger

Elektroderne holdes, så de ikke berører glas-sets sider eller saltbroen, mens koncentrati-onscellens hvilespænding måles.

Mål også elektrolytternes temperatur.

[Ag+]/M U0/V 1,0⋅10–2 1,0⋅10–3 1,0⋅10–4 1,0⋅10–5 ukendt

1 Behøver kun at være tråde.


Efter øvelsen

Måleresultaterne overføres til et regneark, hvor der tegnes en graf, der viser U0 som funktion af ( )venstrehøjre ]Ag[]Ag[ln ++ .

Find ligningen for tendenslinjen.

Hvor stor skal linjens hældningskoefficient være?

Brug ligningen for tendenslinjen til at be-stemme [Ag+] i det venstre bægerglas ved den femte måling.

Beregn opløselighedsproduktet. Sammenlign med tabelværdien.



Calomelelektroden Calomelelektroden kan anvendes som referenceelektrode. Ved 25 °C er calomelelektrodens elektrodepotential 0,2445 V. Her anvendes den til koncentrationsbestemmelse og bestemmelse af kompleksitetskonstanter for ligevægtene:

I) Ag+(aq) + 2 NH3(aq) Ag(NH3)2+(aq)

II) Cu2+(aq) + 4 NH3(aq) Cu(NH3)42+(aq)

Udførelse I) Apparatur &

Kemikalier Voltmeter

Med fuldpipetter overføres 20 mL 0,010 M AgNO3(aq) og 10 mL 0,10 M NH3(aq) til et 100 mL bægerglas. Der foretages omrøring.

Sølvelektrode1 Kobberelektrode2 Sølvelektroden renses. Calomelelektrode 2 stk. 20 mL fuld-pipetter

Sølvelektroden og calomelelektroden sluttes til voltmeteret. U0 måles.

10 mL fuldpipette 100 mL bægerglas Udførelse II)Termometer 0,010 M AgNO3(aq)

Med fuldpipetter overføres 20 mL 0,010 M CuSO4(aq) og 10 mL 0,10 M NH3(aq) til et 100 mL bægerglas. Der foretages omrøring.

0,010 M CuSO4(aq) 0,10 M NH3(aq) Kobberelektroden renses. Ståluld

Kobberelektroden og calomelelektroden sluttes til voltmeteret. U0 måles.

Efter øvelsen

Elektrodepotentialerne for Ag+/Ag-elektroden og Cu2+/Cu-elektroden beregnes ud fra de målte U0-værdier.

Ud fra elektrodepotentialerne beregnes [Ag+] og [Cu2+].

Ligevægt U0/V I II

Endelig beregnes [NH3] og [Ag(NH3)2+] hen-holdsvis [NH3] og [Cu(NH3)42+]

Opskriv ligevægtsbetingelserne for de to lige-vægte og beregn de to kompleksitetskonstan-ter. Sammenlign med tabelværdierne.

1&2 Behøver kun at være en tråd.



Groves forsøg Den engelske fysiker William Grove var den første, der opdage-de muligheden for at fremstille brændselsceller. Det skete i for-bindelse med et forsøg, hvor han lavede elektrolyse på fortyn-det svovlsyre:

Anoden: 4 OH–(aq) → O2(g) + 2 H2O(l) + 4 e–

Katoden: 4 H3O+(aq) + 4 e– → 2 H2(g) + 4 H2O(l)

Da William Grove stoppede elektrolysen, kunne han måle en spændingsforskel mellem elektroderne.


Kemikalier Elektrolyse-

apparat1

Elektrodeapparatet med 1 M svovlsyre sam-les og tilsluttes en jævnspænding af passen-de størrelse. Mål spændingsforskel, strøm-styrke og elektrolysetid.

Spændingskilde Voltmeter Der sker gasudvikling ved de to elektroder. Amperemeter Ur 1 M svovlsyre

Lad elektrolysen forløbe så længe, at der er opsamlet en rimelig mængde gas over de to elektroder.

Sammenlign volumenet af de to mængder gas.

Mål spændingsforskellen over elektroderne, når elektrolysen er standset.

Overfør de opsamlede gasmængder til hver sit reagensglas. Påvis dihydrogen ved antæn-delse og dioxygen med en glødepind.

Efter øvelsen Kommenter volumenet af de to mængder gas.

Hvad ville der ske, hvis der i stedet for for-tyndet svovlsyre anvendtes fortyndet saltsyre eller en natriumchloridopløsning? Opskriv reaktionsskemaer.

Lav beregninger på elektrolysen ud fra de målte værdier.

1 Det kan enten være et Hoffman vandsønderdelingsapparat med platinelektroder eller et mere simpelt analyseapparat med carbonelektroder.



Natriumthiosulfat plus syre1 Thiosulfationer reagerer med syre efter reaktionsskemaet:

S2O32–(aq) + 2 H3O+(aq) → S(s) + SO2(g) + 3 H2O(l) Reaktionen forløber i vandig opløsning. Dannelsen af fast svovl gør væsken uklar. Efter et vist tidsrum, treaktion, er væsken så uklar, at man ikke kan se igennem den. Jo kortere tid, der går inden man ikke kan se gennem væsken, desto større er reakti-onshastigheden. Vi antager, at reaktionshastigheden er om-vendt proportional med treaktion. Forsøget formål er at sandsynliggøre, at reaktionen er 1. ordens med hensyn til [S2O32–]. Derfor udføres en række reaktioner med forskellige startkoncentrationer af S2O32–. Desuden undersøges temperaturens indflydelse på reaktions-hastigheden.


Udførelse Tabel 1 viser en oversigt over de forsøg, der skal udføres.

Burette med 0,40 M HCl(aq)

Burette med 0,40 M Na2S2O3(aq) 50 mL bægerglas

I hvert forsøg starter reaktionen, når en vandig opløsning af natriumthiosulfat hæl-des sammen med en vandig opløsning af saltsyre i et 50 milliliter bægerglas.

2 100 mL bæger-glas Stopur

De to vandige opløsninger afmåles i hver sit 100 milliliter bægerglas.

Termometer

På et stykke hvidt papir tegnes et tydeligt kryds. Bægerglasset på 50 milliliter anbrin-ges ovenpå krydset.

Stopuret startes, idet de to vandige opløsnin-ger hældes sammen. Det stoppes, når man ikke længere ned gennem blandingen kan se krydset på papiret. Den målte tid er treaktion.

Opløsning 1 Opløsning 2 [H3O+] [S2O32–] treaktion 1/ treaktion

Tabel 1 vand 0,40 M HCl 0,40 M Na2S2O3 M M s 1/s

1 0 mL 20,0 mL 20,0 mL 2 10,0 mL 20,0 mL 10,0 mL 3 10,0 mL 25,0 mL 5,0 mL 4 10,0 mL 10,0 mL 20,0 mL 1 Øvelsesvejledningen findes i en næsten identisk udgave til Isis B


Mål temperaturen af de væsker, der anven-des.

Forsøg nr. 5

Gentag forsøg 2, idet opløsning 1 opvarmes til en temperatur, der gør, at blandingens tem-peratur bliver ca. 10 °C større end i de øvrige forsøg.

Efter øvelsen

Argumentér for, at 1/treaktion kan opfattes som reaktionshastigheden.

Hvad sker der med 1/treaktion, når [S2O32–] hal-veres?

Hvilken reaktionsorden passer det med?

Hvad sker der med 1/treaktion, når [H3O+] hal-veres? Hvad tyder det på?

Hvordan passer resultatet fra forsøg nr. 5 med håndregelen om, at en temperaturstig-ning på 10 K fører til en fordobling af reakti-onshastigheden?

Hvis resultatet ikke passer med håndregelen, hvordan kan det så forklares ud fra reaktio-nens aktiveringsenergi?

Diskuter om den anvendte metode er en ini-tialhastighedsmetode.



Basisk esterhydrolyse1 I dette forsøg undersøges reaktionsordenen ved basisk ester-hydrolyse (forsæbning): CH3C(=O)OC2H5(aq) + OH–(aq) → CH3C(=O)O–(aq) + C2H5OH(aq) Hydrolysen følges ved løbende at bestemme [OH–]. Det sker ved en syre-basetitrering. Der gælder: • Nulte ordens reaktion: (t,[OH–])-grafen er en ret linje • Første ordens reaktion: (t,ln[OH–])-grafen er en ret linje • Anden ordens reaktion: (t,[OH–]–1)-grafen er en ret linje


Udførelse

Burette i stativ

En burette påfyldes 0,010 M saltsyre og nul-stilles, så den er klar til brug under titrerin-gen.

250 mL konisk kolbe 2 100 mL måleglas 7 100 mL bægerglas Fuldpipette

100 mL ethylethanoatopløsning blandes med 100 mL natriumhydroxidopløsning i en 250 mL konisk kolbe, samtidig med at et stopur startes.

Magnetomrører Stopur

0,020 M ethyl-ethanoat i vand

Til tidspunkterne angivet i tabellen skal [OH–] bestemmes ved titrering med 0,010 M saltsyre og med methylrødt som indikator.

0,020 M NaOH(aq) 0,010 M HCl(aq) 1% Methylrødt

Tid VHCl [OH–] [OH–]–1

15 sekunder før hver titrering overføres med fuldpipette 10 mL fra den koniske kolbe til et 100 milliliter bægerglas. Der tilsættes 1 dråbe methylrødtindikator og en magnet puttes i.

min mL M M–1 2 4 6

Det kan være en god ide at øve både brugen af fuldpipette og titreringen inden selve for-søget startes.

8 10 15 20

Bægerglasset anbringes på magnetomrøreren under buretten og præcis til måletidspunktet startes titreringen, som skal udføres så hur-tigt som muligt(!). Buretten nulstilles ikke mellem titreringerne; det er der ikke tid til(!).

1 Øvelsen findes i en næsten identisk udgave til Isis B


Efter øvelsen

For hvert af de syv forsøg beregnes [OH–] ud fra den anvendte mængde saltsyre.

Resultaterne overføres til et regneark. [OH–]–1 beregnes.

Der tegnes tre grafer på baggrund af målere-sultaterne: 1: (t,[OH–])-graf 2: (t,ln[OH–])-graf 3: (t,[OH–]–1)-graf

Hvilken orden har reaktionen?

Hvordan passer resultatet med, at v = k⋅[CH3C(=O)OC2H5]⋅[OH–] når det bemærkes, at [CH3C(=O)OC2H5] under hele forsøget er lig [OH–]?



Krystalviolet1 Krystalviolet er trivialnavnet for stoffet med det systematiske navn N-[4-bis[4-(dimethylamino)phenyl]methylen]cyclohexa-2,5-dien-1-yliden]-N-methylmethanaminiumchlorid. Stoffets opbygning fremgår strukturformlen til venstre. Reaktionsske-maet for opløsningsreaktionen i vand er:

C Cl

(CH3)2NC6H4

(CH3)2NC6H4

(CH3)2NC6H4

C+

(CH3)2NC6H4

(CH3)2NC6H4

(CH3)2NC6H4

Cl+

Den vandige opløsning er blå og absorberer ved 600 nm. I dette forsøg undersøges reaktionshastigheden for den positive ions reaktion med natriumhydroxid, hvor reaktionsproduktet er farveløst: ((CH3)2NC6H4)3C+(aq) + OH–(aq) → ((CH3)2NC6H4)3COH(aq) Reaktionshastigheden kan skrive på formen

v = k⋅[OH–]m ⋅ [((CH3)2NC6H4)3C+]n

Når [OH–] er meget større end [((CH3)2NC6H4)3C+], kan [OH–] regnes konstant og reaktionshastigheden kan skrives som:

v = kOH ⋅ [((CH3)2NC6H4)3C+]n

Forsøget skal vise, at n er lig 1, altså at reaktionen er første or-dens med hensyn til ((CH3)2NC6H4)3C+(aq).


Udførelse

Spektrum Krystalviolet- opløsning2 0,5 M NaOH(aq)

Først optages et absorptionsspektrum af en krystalvioletopløsning, fx 1 mg krystalviolet pr. liter. Det gøres ved at måle absorbansen som funktion af bølgelængden. På baggrund af målingerne tegnes en (λ,A)-graf.

Spektrofotometer 3 50 mL målekolbe Målepipette Stopur

Kalibrerings-kurve

3 50 mL bægerglas

Fremstil selv i 50 mL målekolber opløsninger, der indeholder 1, 3 og 5 mg krystalviolet pr. liter. Brug disse opløsninger til at lave må-linger til en standardkurve.

1 Øvelsesvejledningen findes også til Isis B 2 Der fremstilles en vandig opløsning med 10 mg krystalviolet pr. liter.

Læs om brug af spektrofotome-ter på opslag 73 i Isis B

N

N

N+CH3

CH3

CH3

CH3

CH3CH3

Cl


1 mg / L 3 mg / L 5 mg / L 10 mg / L Absorbans [((CH3)2NC6H4)3C+]

Måling på reaktionen

Spektrofotometeret gøres klar, idet det ind-stilles på den bølgelængde, hvor absorbansen er størst.

Tid Absorbans

10 mL krystalviolet (10 mg/L) blandes med 10 mL 0,5 M NaOH i et 50 milliliter bægerglas.

Fyld kuvetten med blandingen. Vent til vis-ningen er stabil. Start så stopuret og påbe-gynd måling af sammenhørende værdier af tid og absorbans.

Lad eventuelt den første måleserie være ori-enterende og gentag målingerne.

Overfør alle måleresultater til et regneark.

Efter målingerne

Indsæt måledataene til standardkurven i et diagram og lad regnearket beregne ligningen for tendenslinjen.

Omregn de målte værdier for absorbansen til koncentrationer ved brug af ligningen for standardkurven.

Reaktionsorden Man kan ved en grafisk analyse afgøre reaktionsordenen:

Nulte ordens reaktion:

(t,[((CH3)2NC6H4)3C+])-grafen er en ret linje Første ordens reaktion:

(t,ln[((CH3)2NC6H4)3C+])-grafen er en ret linje Anden ordens reaktion:

(t,[((CH3)2NC6H4)3C+]–1)-grafen er en ret linje Afgør reaktionsordenen med hensyn til

[((CH3)2NC6H4)3C+], dvs. om n er 0, 1 eller 2.

Gør rede for, at der er tale om en pseudo-n’te’-ordensreaktion.



Pseudoførsteordensreaktion I dette forsøg reagerer peroxodisulfat1 med iodidioner efter re-aktionsskemaet: (1) S2O82–(aq) + 2 I–(aq) → 2 SO42–(aq) + I2(s) Til opløsningen sættes desuden thiosulfationer. De reagerer med den dannede diiod og danner tetrathionationer: (2) 2 S2O32–(aq) + I2(s) → 2 S4O62–(aq) + 2 I–(aq) Reaktion (2) forløber meget hurtigere end reaktion (1). Derfor kan koncentrationen af iodidioner i opløsningen regnes kon-stant. Da reaktion (1) er af første orden med hensyn til [S2O82–], bliver reaktion (1) en pseudoførsteordensreaktion.


Kemikalier

0,0625 M Na2S2O3(aq) og 2 % stivelsesopløs-ning fyldes i hver sin burette.

3 buretter 10 mL fuldpipette Der udføres i alt syv delforsøg. magnetomrører stopur 100 mL bægerglas

Det enkelte delforsøg

10 mL sprøjte 0,0625 M K2S2O8

10 mL 0,0625 M Na2S2O3(aq) og 10 mL 2 % stivelsesopløsning fyldes fra buretterne ned i et 100 mL bægerglas. 10 mL KI(aq) tilsættes med en fuldpipette.

0,0625 M Na2S2O3 1,5 M KI

Det i nedenstående skema rumfang vand til-sættes. Magnetomrøring startes. 2 % stivelses-

opløsning2

Med en 10 mL sprøjte tilsættes der 4 mL 0,0625 M K2S2O8(aq) samtidig med at stop-uret startes.

Stopuret stoppes, når opløsningen bliver blå. Forsøg nr. 1 2 3 4 5 6 7 Na2S2O3 1,0 mL 2,0 mL 3,0 mL 4,0 mL 5,0 mL 6,0 mL 7,0 mL

KI 10,0 mL

10,0 mL

10,0 mL 10,0 mL 10,0 mL 10,0 mL 10,0 mL

Stivelse 2,0 mL 2,0 mL 2,0 mL 2,0 mL 2,0 mL 2,0 mL 2,0 mL Vand 8,0 mL 7,0 mL 6,0 mL 5,0 mL 4,0 mL 3,0 mL 2,0 mL

K2S2O8 4,0 mL 4,0 mL 4,0 mL 4,0 mL 4,0 mL 4,0 mL 4,0 mL

1 Det systematiske navn er [μ-peroxo-bis(trioxosulfat)](2–). 2 2 g stivelse opløses i 1 L vand under opvarmning.


I alt 25,0 mL

25,0 mL

25,0 mL 25,0 mL 25,0 mL 25,0 mL 25,0 mL

tid s s s s s s s Efter øvelsen

Når thiosulfationerne er opbrugt, vil der være diiod til stede i opløsningen. Diiodet reagerer med stivelsesmolekylerne og danner en blålig farve. Derfor virker stivelse som indikator for diiod.

[S2O82–] til tiden t

Den mængde peroxodisulfat, der er brugt, når opløsningen bliver blå, er bestemt af den mængde thiosulfat, der er tilsat.

Argumenter for, at der gælder: 2

]O[S]O[S]O[S–2

32start

–282

–282

Δ+=t

Beregn [S2O82–]t og ln([S2O82–]t for hvert af de syv delforsøg, idet følgende tabel udfyldes. Lav beregningerne i et regneark.

Forsøg nr. 1 2 3 4 5 6 7 t s s s s s s s[S2O82–]start M M M M M M M[S2O32–]start M M M M M M M[S2O82–]t M M M M M M Mln([S2O82–]t) Graf

Fremstil i regneark en (t,ln([S2O82–]t)-graf og afgør, om reaktionen er en pseudoførsteor-densreaktion.

k’ og T½ Bestem hældningskoefficienten for grafen. Bestem heraf k’ og halveringstiden. Hvorfor betegnes hastighedskonstanten k’?



Initialhastighedsmetoden Initialhastighedsmetoden bygger på måling til reaktionsha-stigheden ved reaktionsstart ved en række forsøg, hvor der fra forsøg til forsøg ændres på koncentrationen af en af reaktan-terne. Initialhastighedsmetoden giver reaktionsordenen med hensyn til denne reaktant. Calciumcarbonat reagerer i sur opløsning efter følgende reakti-onsskema: CaCO3(s) + 2 H3O+(aq) → Ca2+(aq) + 3 H2O(l) + CO2(g) Reaktionshastigheden med hensyn til oxoniumionkoncentra-tionen kan undersøges med initialhastighedsmetoden. I forsøget måles den tid, tV, det tager at danne et bestemt vo-lumen carbondioxid.


Udførelse

Glasudstyr

Opbyg en opstilling til opsamling om car-bondioxid, som den der er vist på figuren til venstre.

2,00 M HCl CaCO3(s) Indledende forsøg

Lav et indledende forsøg, hvor dels det vo-lumen carbondioxid fastlægges, der i hvert forsøg skal dannes, dels fastlægges en re-producerbar procedure for forsøgsgangen. I hvert forsøg anvendes 0,50 g calciumcarbo-nat og i dette indledende forsøg 2,00 M salt-syre.

Fire

delforsøg

Lav i alt fire forsøg, hvor den tid, tv, måles, som det tager at danne det fastlagte volumen carbondioxid. Anvend saltsyrekoncentratio-nerne 2,00 M, 1,50 M, 1,00 M og 0,50 M.

mL

Beregninger

Beregn ud fra det fastlagte volumen carbon-dioxid, hvor stort faldet i oxoniumionkon-centrationen, –Δ[H3O+], er i løbet af tiden tv.

Beregn initialhastigheden ud fra dette fald. V

3 ]OH[–t

v+Δ=

csaltsyre 2,00 M 1,50 M 1,00 M 0,50 M tv –Δ[H3O+] v


Graf

Tegn en passende graf og bestem reaktions-ordenen med hensyn til oxoniumionkon-centrationen

Fejlkilde

Den værdi for initialhastigheden, der her be-regnes, er ikke helt korrekt. Værdien er mid-delreaktionshastigheden i tidsintervallet tv.

Diskutér forskellen mellem initialhastighe-den og den beregnede værdi ud fra figuren nedenfor.

tV

t

VCO2

Hvilke fordele er der ved at vælge et carbon-dioxidvolumen, der giver en stor værdi for tv, og hvilke fordele er der ved at vælge et, der giver en lille værdi for tv?



Hydrolyse af acetylsalicylsyre Hydrolysen af acetylsalicylsyre i vandig opløsning til slicylsyre foregår efter reaktionsskemaet: HO(O=)C–C6H4–OCOCH3(aq) + H2O(l) →

HO(O=)C–C6H4–OH(aq) + CH3C(=O)OH(aq) Forsøget her kan anvendes til at fastlægge reaktionsmekanis-men ud fra reaktionskinetikken, idet der med spektrofotometer måles på den dannede mængde salicylsyre. Forsøget skal køre over ca. fire timer.


Udførelse

50 mL måleglas

Først fremstilles en 0,020 M acetylsalicylsy-reopløsning. Opløs 0,360 g i 50 mL ethanol i en 1 L målekolbe. Fyld op med vand.

1 L målekolbe 4 stk. 100 mL glas

med skruelåg

Fyld 50 mL af hver af pufferopløsningerne på et glas med skruelåg. Anbring glassene i et 45 °C termostatstyret vandbad. Termostatstyret

vandbad Engangspipetter Spektrofotometer

Spektrofoto-meter

Acetylsalicylsyre Ethanol

Koncentrationen af dannet salicylsyre be-stemmes spektrofotometrisk. Det sker ved at udtage prøver efter bestemte tidsrum og måle absorbansen ved 298,5 nm.

Pufferopløsninger med pH 1, 7 og 10 Starten

Til hver af de tre pufferopløsninger tilsættes der samtidigt 5 mL 0,020 M acetylsalicylsy-reopløsning.

pH 1 og pH 7

For cirka hvert 20. minut bestemmes absor-bansen af opløsningerne med pH 1 og pH 7.

pH 10

For cirka hvert 10. minut bestemmes absor-bansen af opløsningen med pH 10.

Varighed

Målingerne bør foretages over en periode på fire timer, men kan dog afsluttes efter et par timer.

t/min pH 1 A(t) t/min pH 7 A(t) t/min pH 10 A(t)

CO

OHO C

OCH3

acetylsalicylsyre

CO

OHO H

salicylsyre


Efter øvelsen

Vis, at startkoncentrationen af acetylsalicyl-syre er 1,8⋅10–4 M.

Argumenter for, at koncentrationen af sali-cylsyre er 1,8⋅10–4 M, når acetylsalicylsyren er fuldstændig hydrolyseret.

For salicylsyre er ε298,5 nm lig 3470 M–1cm–1. Vis, at absorbansen er 0,625, når acetylsali-cylsyren er fuldstændig hydrolyseret. Denne absorbans betegnes A(∞).

Pseudoførsteordens-

reaktionTegn passende grafer, der for hver pH viser, at der er tale om en pseudoførsteordensreak-tion.

Bestem for hver pH hastighedskonstanten k’.

Tegn passende grafer, der viser, hvilken ind-flydelse pH og [H3O+] har på hydrolysen.

Diskuter ud fra resultaterne reaktionsorden, reaktionstype og reaktionsmekanisme for hy-drolysen af acetylsalicylsyre.

Halveringstid

Bestem halveringstiden for acetylsalicylsyre for hver pH.

Hvor stor er halveringstiden for acetylsalicyl-syre i mavesaft?



Gær og osmose Gær består af levende, encellede svampe, der er eukaryote. Den enkelte celle er omgivet af en cellemembran og relativ tynd cel-levæg. Når gær fx anbringes i en opløsning af saltvand med en kon-centration, der er større end koncentrationen af salt inde i cel-lerne, vil der på grund af osmose være en transport af vand gennem cellevæggen.


Udførelse

Gær

Anbring lige store klumper af gær i hvert af de fire bægerglas. Bægerglassene nummere-res fra 1 til 4 og behandles på følgende måde:

Natriumchlorid Saccharose 1 Bevares som reference. Glucose

2 Drys et lag natriumchlorid hen over gæren. 4 stk. 100 mL bæ-gerglas 3 Drys et lag saccharose hen over gæren. 4 Drys et lag glucose hen over gæren.

Iagttag i nogle minutter og ryst eventuelt bægerglassene.

Notér iagttagelser.

Efter øvelsen Forklar iagttagelserne

Forklar hvorfor er det uhensigtsmæssigt at opløse gær sammen med salt eller sukker, når man skal bage gærbrød.

Opgave

Opskriv bruttoreaktionerne for de reaktioner, som gær forårsager:

a) i gærdej b) under fremstilling af vin



Kartofler og osmose Kartofler består af en celler der indvendigt især er fyldt med stivelse i form af stivelseskorn, amyloplaster. Som alle andre celler indeholder de også mange andre store molekyler og salte opløst i vand. Når et stykke kartoffel anbringes i fx en vandig opløsning af natriumchlorid, kan der ved osmose ske en transport gennem cellemembranerne. Det osmotiske tryk kan beregnes efter formlen:

posmose = ([A] + [B] + …)⋅R⋅T

Når der er tale om en vandig opløsning af natriumchlorid gæl-der:

posmose = ([Na+] + [Cl–] + …)⋅R⋅T R er den molare gaskonstant, og T er kelvintemperaturen.

Mikroskopi Apparatur &

Kemikalier

Nogle kartofler

Undersøg en meget tynd skive kartoffel under mikroskop. Skiven skal skæres sådan, at den yderst indeholder kartoflens rand.

Mikroskop 6 stk. 100 mL bæ-

gerglas Undersøg eventuelt også en skive, der er tilsat en dråbe diiod-kaliumiodid-opløsning.

Kernehusudtager eller propbor Beskriv iagttagelserne. Natriumchlorid Evt. glucose Osmotisk tryk

Fremstil 6 lige store stykker kartoffel. An-vend fx en kernehusudtager eller et propbor. Tør kartoffelstykkerne med køkkenrulle eller lignende og vej dem. Fremstil 6 opløsninger af natriumchlorid med koncentrationer på 0,05 M, 0,10 M, 0,15 M, 0,20 M. 0,25 M og 0,30 M.

Nummerer de 6 bægerglas, anbring et kartof-felstykke i hvert og fyld så meget i af hver af opløsningerne, at kartoffelstykket er dækket.

Lad kartoffelstykkerne stå til næste dag, hvor de tages op, tørres og vejes.


Efter øvelsen

Beregn det osmotiske tryk i hver af opløsnin-gerne.

Fremstil en graf, der viser den procentvise tilvækst i masse som funktion af koncentrati-onen af saltvandet.

Fremstil en graf, der viser den procentvise tilvækst i masse som funktion af det osmoti-ske tryk.

Kommentér graferne.

Hvilken koncentration af saltvand modsvarer koncentrationen i cellerne?

Udvidelse

Gentag forsøget med glucose i stedet for na-triumchlorid.

Spørgsmål

Hvorfor kan ukrudt bekæmpes med salt, oghvorfor kan træer tage skade af vejsaltning om vinteren?

Hvorfor kan salt og sukker anvendes ved konservering?

Er det kun på grund af smagen, at man put-ter salt ved kartofler, når de skal koges?

Hvorfor skal der mon ikke salt ved kartofler-ne, når der koges kartofler til kartoffelmos?

Nummer 1 2 3 4 5 6 mfør mefter Δm Δm/mfør posmose



Elektroforese Elektroforese er en metode til adskillelse af fx proteiner eller proteinstykker. Den blanding, der skal adskilles, anbringes på et stykke fugtet filtrerpapir eller i en geleagtig belægning, en gel, på en plade. Mellem filtrerpapirets/gelens ender påføres en spændingsforskel. Så vil molekyler eller molekylstumper bevæ-ge sig mod enderne med en hastighed, der er bestemt af lad-ning og størrelse. Elektroforesen foregår i en pufferopløsning, når der fx er tale om proteiner eller proteinstykker, idet aminosyrernes ladning afhænger af pH. I dette forsøg, der har til formål at demonstrere metoden, er det dog hverken proteiner eller proteinstykker, der adskilles, men derimod farvestoffer.

Gelen Apparatur &

Kemikalier

Elektroforese-

udstyr Spændingskilde 1 % agar Saccharose Glucose

Gelen støbes i en bakke, hvori der er anbragt en kam med tænder, der danner brønde i ge-len. Kammen skal i dette forsøg være anbragt i den ene ende af bakken. Det er lettest at opvarme agarblandingen i mikrobølgeovn.Bakken med den færdige gel anbringes i elek-troforeseapparatet. Kammen må ikke fjernes endnu.

Mikropipetter Små reagensglas 0,01% NaCl(aq)

Puffer-opløsningen

Farvestoffer: Tartrazin Ponceau Sunset yellow Orange II

I dette modelforsøg anvendes der ikke en egentlig pufferopløsning, men kun en 0,01 % NaCl(aq), der leder den elektriske strøm. Opløsningen hældes ned over gelen, så den står 2-3 mm over gelen. Først herefter må kammen fjernes; så undgås det, at der kom-mer lufthuller i brøndene.

Farvestofferne

Der fremstilles opløsninger af farvestofferne bestående af 25 mg i 1 mL 33 % saccharose. Fremstil forskellige blandinger af farvestof-opløsningerne. Farvestofmolekylerne er negativt ladede, så brøndene skal være ved elektroforeseappara-tets negative elektrode. Der skal anbringes 10 μL farvestofopløsningpr. brønd.

Elektroforeseudstyr fra Frederiksen, Ølgod.

Farvestofblandingerne anbringes i hver sin brønd. For at undgå farvespild i puffervæ-


sken skal pipettespidsen tørres forsigtigt i køkkenrulle efter opsugningen.

Elektroforesen

Spændingsforsyningen indstilles på 80 V DC og tilsluttes. Elektroforesen varer 30 – 45minutter. Det går hurtigere, hvis spændingen øges, men samtidig afsættes der mere varme i gelen, som herved bliver blød og kan smelte.

Resultatet

Når elektroforesen er afsluttet, kan resulta-tet overføres fra gelen ved at anbringe et stykke OHP-transparent af tilpasset størrelse over gelen og markere brøndenes og farve-pletternes position.

Efter øvelsen

Find strukturformlen for farvestofferne, fx på internettet, og forklar de relative vandrings-hastigheder.

DNA-analyse

I annoncen for en faderskabstest, kan man læse, at testen bruger 16 markører, der er unikke til menneskeidentifikation, hvilket gør det muligt at lave et komplet DNA-finger-aftryk.

Dette DNA-fingeraftryk kan fx i faderskabs-sager med 99.999 % sandsynlighed sige om den testede er faderen eller med 100 % ude-lukke ham som faderen.

Find ud af, hvordan en DNA-analyse foreta-ges.



Proteiner i æg og hår1 Proteiner blev især tidligere ofte kaldt æggehvidestoffer, og æggehvide er da også en ret koncentreret opløsning af protei-ner, bl.a. albumin. I dette forsøg findes indicier for tilstedeværelsen af protein i æggehvide. Fx kan ammoniak frigøres fra aminosyren arginin ved reaktion med base: A:

Svovlholdige grupper kan påvises med bly(II)ioner: B: R-SH(aq) + OH–(aq) → R-S–(aq) + H2O(l) Pb2+(aq) + 2 RS–(aq) → Pb(SR)2(s) (sort/brunt) Aminosyren tyrosin bliver ved den såkaldte xanthoproteinreak-tion gul med koncentreret salpetersyre (ikke afstemt): C: (gult) Peptidbindinger kan påvises med kobber(II)ioner, idet der dan-nes et blåt/violet kompleks: D:

1 Et lignende, lidt kortere forsøg findes til Isis B

CNHCNH2

NH2+

CNHCNH2

OOH NH3+ +

OH

CH2 CH C(=O)OHNH2

HNO3

OH

CH2 CH C(=O)OHNH2

NO2O2N+

CHR

N

C CH

NH

O R

CHR

N

CCH

NH

OR

Cu



Udførelse

100 mL måleglas

Æggehvide fra et æg hældes i et 100 mL må-leglas og fortyndes ca. 5 gange med vand. Blandingen filtreres.

250 mL bægerglas Filter med papir A: Aminogrupper Reagensglas

Nogle milliliter af filtratet hældes i et rea-gensglas.

Æggehvide Hår Bomuldstråd

Der tilsættes 1 mL 2 M natriumhydroxid2 og nogle pimpsten.

2 M NaOH(aq) 2 M HCl(aq) Konc. HNO3(aq) 0,1 M CuSO4(aq) Pimpsten

Kog blandingen og anbring et stykke fugtigt indikatorpapir over reagensglassets munding. Hvilke tegn er der på udvikling af ammoniak?

Indikatorpapir B: RS-grupper

Til den basiske opløsning tilsættes nogle drå-ber blyethanoat. Dannes der hvidt bundfald, tilsættes lidt 2 M saltsyre. Noter iagttagelser.

C: Tyrosin

Lidt af filtratet tilsættes nogle dråber koncen-treret salpetersyre. Noter iagttagelser.

D: Peptidbindinger

I et reagensglas blandes 10 mL filtrat og 10 mL 2 M natriumhydroxid2. Der tilsættes lidt kobbersulfat (evt. forsigtig opvarmning). No-ter iagttagelser.

Efter øvelsen

Gør rede for hver af reaktionerne i A, B, C og D (se opslag 83 i Isis B).

Peptidbindinger angribes af natriumhydroxyd. Det gør acetal-

bindinger ikke. Det kan undersøges ved at putte et hår hen-holdsvis en bomuldstråd i varm 2 M NaOH(aq).

Udførelse Et hår puttes i varm 2 M NaOH(aq)2.

Et stykke bomuldstråd puttes i varm 2 M NaOH(aq)2.

Efter øvelsen

Opskriv formlen for et dipeptid dannet ud fra to aminosyrer, vælg selv.

Vis reaktionsskemaet for spaltning med OH–. Hvad er acetalbindinger? 2 Overhold reglerne for omgang med 2 M NaOH!

Documents

Kemi laboratorieforsøg 0 - ISIS A - lær kemi på A-niveau i gymnasiet | Isis Kemi A · 2009-09-25 · Kemi laboratorieforsøg 1.2 Termometrisk titrering I Isis C er det omtalt,