KOOA05 F4 Reaktioner och stökiometri (forts.). Kemisk bidning, okettregeln.

Koncentrationsbegrepp: molaritet, molalitet och molbråk.

Kemisk bindning: jonbindning och kovalent bidning

Okettregeln

Exempel: empirisk formel & molekylformel

1 Koncentrationsbegrepp

Molaritet, molalitet, molbråk.

1.1 Molaritet

Antal mol per liter.

1.2 Molalitet

Antal mol per kilo

1.3 Molbråk

Antal mol ämne dividerat med totala mängden mol. Jämfört partialtryck.

2 Kemisk bindning

Valenselektronernas läge förändras hos de ingående atomerna.

2.1 Jonbindning

Skrivs t.ex. med hjälp av Lewisformel.

2.2 Kovalent bindning

Två atomer delar valenselektroner.

3 Okettregeln

Element i huvudgrupperna (1-2 och 13-18) strävar efter åtta valenselektroner.

Exempel

Ex:: Empirisk formel & molekylformel

En organisk förening som består av kol, väte, kväve och syre förbrändes fullständigt med överskott av syrgas. 0,1023 g av föreningen gav 0,2766 g koldioxid och 0,0991 g vatten. Vid ett annat försök med 0,4831 g förening uppsamlades 27,6 ml kvävgas vid STP, dvs 1 atm och 0°C (NTP är 1 atm och 25°oC).

a) Bestäm den empiriska formeln.

b) Vid ett tredje försök bestämdes densiteten av föreningen i gasfas till 4,06 g/l vid 127 °C och 256 torr. Bestäm föreningens molekylformel.

Lösningar

a)

Reaktanterna är: C, H, N och O. Förbränns med syrgas O_2. Produkterna är CO_2, H_2O och N_2.

C_xH_yN_qO_z+?O_2\not \to xCO_2+\frac{y}{2}H_2o+\frac{y}{2}H_2O+\frac{z}{2}N_2

Använder molmängd/gram förening.

Mängd förening: m=0,1023 g.

Börjar med kolet (C).
m_{CO_2}=0,2766 g\Rightarrow
n_{CO_2}=\frac{0,2766g}{44,01g/mol}=6,285\cdot 10^{-3}\text{mol }CO_2\Rightarrow
n_C=6,285\cdot 10^{-3}mol\Rightarrow
\frac{6,285\cdot 10^{-3}mol}{0,1023g}=6,144\cdot 10^{-2}\text{mol C/g forening}

Vätet (H).
m_{H_2O}=0,0991g\Rightarrow
n_{H_2O}=\frac{0,0991g}{18,02g/mol}=5,499\cdot 10^{-3}mol\Rightarrow
n_H=x\cdot 5,499\cdot 10^{-3}mol\Rightarrow
\frac{x\cdot 5,499\cdot 10^{-3}mol}{0,1023g}=1,075\cdot 10^{-1}\text{mol H/g forening}

Det andra försöket. Mängd förening m=0,4831 g.

Kvävet (N).
V=27,6\cdot 10^{-3}l\Rightarrow
n_{N_2}=\frac{1atm\cdot 27,6\cdot 10^{-3}l}{273,15K\cdot 0,08206\text{(l atm)/(mol K)}}=
= 1,231\cdot 10^{-3}\text{mol}N_2\Rightarrow
n_N=2\cdot 1,231\cdot 10^{-3}mol\Rightarrow
\frac{2\cdot 1,231\cdot 10^{-3}mol}{0,4831g}=5,098\cdot 10^{-3}\text{mol N/g forening}

Syret (O).
1-6,144\cdot 10^{-2}\cdot 12,0-1,075\cdot 10^{-2}\cdot 1,008-5,098\cdot 10^{-3}\cdot 14,0=8,232\cdot 10^{-2}\text{gram O}
n_O=\frac{8,232\cdot 10^{-2}g}{16,00 g/mol}=5,145\cdot 10^{-3}\text{mol O/g forening}.

Behöver bestämma vad som fördelningen ska utgå från. Väljer N. Tips: välj det som har lägst siffra.

N: \frac{5,098\cdot 10^{-3}}{5,098\cdot 10^{-3}}=1

O: \frac{5,145\cdot 10^{-3}}{5,098\cdot 10^{-3}}=1,01\approx 1

H: \frac{1,075\cdot 10^{-1}}{5,098\cdot 10^{-3}}=21,09\approx 21

C: \frac{6,144\cdot 10^{-2}}{5,098\cdot 10^{-3}}=12,05 \approx 12.

Får alltså fördelningen: C_{12}H_{21}ON

b)

\rho=\frac{m}{V} och \frac{n}{V} = \frac{P}{RT}=\frac{m}{MV}=\frac{\rho}{M}

m=n\cdot M\Rightarrow

\frac{\frac{256}{760}atm}{0,08206\text{(l atm)/(mol K)}\cdot 400,15K}\cdot \frac{4,06g/l}{M}\Rightarrow
M=395,8\text{g/mol}

Mängd mol?

395,8=n\left( 12\cdot 12,01+21\cdot 1,008+14,01\cdot 16,00\right)\Rightarrow
n=2,03\approx 2

Får alltså den fullständiga fördelningen: C_{24}H_{42}N_2O_2

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *

Denna webbplats använder Akismet för att minska skräppost. Lär dig hur din kommentardata bearbetas.