a) Montako protonia, elektronia ja neutronia kyseisessä atomissa on? Kirjoita magnesiumin elektronikonfiguraatio.
b) Magnesiumjauhetta poltetaan. Kirjoita tapahtumaa kuvaava tasapainotettu reaktioyhtälö olomuotosymboleja käyttäen.
c) Magnesiumjauhetta ripotellaan suolahappoliuokseen. Kirjoita tapahtumaa kuvaava tasapainotettu reaktioyhtälö olomuotosymboleja käyttäen.
V:
a) 24 massaluku A, eli on protonien ja neutronien yhteenlaskettu määrä. Magnesiumin järjestysluku on 12, joten siinä on 12 protonia. Tällöin myös elektroneja on oltava yhtä paljon kuin protoneja eli 12. Neutronien määrä saadaan yksinkertaisesta vähennyslaskusta 24-12=12
b) Palaminen on aineen yhdistymista hapen kanssa.
2 Mg(s) + O2(g) => 2 MgO(s)
c) Kyseessä on hapetus-pelkistysreaktio
Mg(s) + 2 HCl => MgCl2(aq) + H2(g)
2. Määrittele seuraavat käsitteet. Käytä esimerkkejä apunasi
a) isotopia
b) osmoosi
c) allotropia
d) amorfinen aine
e) elektronegatiivisuus
f) elektroniaffiniteetti
V:
a) Isotooppi on saman alkuaineen atomi, jossa on sama määrä protoneja, mutta eri määrä neutroneja kuin toisella saman alkuaineen atomilla. Esimerkiksi vedyllä on deuterium ja tritium, jossa deuteriumilla on yksi neutroni ja tritiumilla kaksi.
b) Osmoosilla tarkoitetaan veden virtaamista puoliläpäisevän kalvon läpi laimeasta liuoksesta väkevämpään. Esimerkiksi punasolun halkeaminen liian laimeassa suolaliuoksessa perustuu osmoosiin.
c) Allotropiassa sama aine voi esiintyä samoissa olosuhteissa eri muodossa eli sitoitua eri tavoilla. Esimerkiksi hiili voi esiintyä grafiittina, fullereeninä ja timanttina. Fosfori voi esiintyä ns. punaisena tai valkoisena fosforina.
d) Amorfinen aine on kiinteä aine, jolla ei ole säännöllistä kiderakennetta. Toisin kuin kiteisellä aineella, sillä ei ole tarkkaa sulamispistettä. Esimerkkinä voi ja lasi.
e) Elektronegatiivisuus on atomin kyky vetää sidoselektroneja puoleensa kemiallisessa yhdisteessä. Se ilmaistaan Paulin suhteellisella asteikolla. Elektronegatiivisuus kasvaa siirtyessä vasemmalta oikealle ja alhaalta ylös. Fluori on elektronegatiivisin ja Frankium/Cesium elektropositiivisin.
f) Elektroniaffiniteetti on energia, joka sitoutuu tai vapautuu, kun kaasutilassa oleva atomiin tai ioniin liittyy yksi elektroni. Esimerkiksi O (g) + e- => O- (g)
3. Puolustusvoimat valmistaa vaikeissa kenttäolosuhteissa vetyä kiinteän kalsiumhybridin CaH2 ja veden välisellä reaktiolla. Katalyyttinä käytetään ferropiitä FeSi. Kun kalsiumhybridi reagoi veden kanssa, muodostuu vedyn lisäksi kalsiumhydroksidia.
a) Miksi kyseinen valmistustapa on käyttökelpoinen maasto-olosuhteissa
b) Kirjoita vedyn valmistusta kuvaava tasapainotettu reaktioyhtälö olomuotosymbolein.
c) Pallo sisältää 0,75 m³ vetyä 18°C:n lämpötilassa ja 1,15 bar:n paineessa. Kuinka monta gramma kalsiumhybridiä tarvitaan kyseisen vetymäärän tuottamiseen?
V:
a) Kalsiumhybridiä on helpompi kuljettaa kuin suurta ja painavaa vetykaasupulloa. Sisätiloissa vety kertyisi huoneeseen ja se saattaisi räjähtää, mutta ulkona ylimääräinen vety nousee taivaalle. Kiinteä kalsiumhybridi on suhteellisen turvallinen aine.
b) CaH2(s) + 2 H2O(l) => 2 H2(g) + Ca(OH)2(aq)
c) pV = nRT
pV 1,15 bar * 750 dm³
n(H2) = RT = 0,0083145 bar*dm³/mol*K * 18+273,15K = 35,629 mol
Koska kerroin on 2, saadan n(CaH2) = 0,5 * 35,629 mol = 17,815 mol
Josta m(CaH2) = nM = 17,815 mol * 42,096 g/mol
=749,94 g = 0,75kg
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti