Kap Kort presentation

Transkript

1 Kap Kort presentation

2 Sammanfattning kapitel Kemi en översikt 1.2 Den vetenskapliga metoden 1.3 Storheter och enheter 1.4 Osäkerhet i mätningarm 1.5 Signifikanta siffror i resultat och beräkningar 1.6 Enhetsomvandlingar dimensionsanalys 1.7 Viktiga storheter: Temperatur 1.8 Viktiga storheter: Densitet 1.9 Klassificering av materia

3 1.6 Enhetsomvandlingar dimensionsanalys Vad är 79.5 cm i meter? Enhetsfaktorer ger alltid rätt svar: 1 m = 100cm 1m 100cm = 100cm 100cm = 1 1m 79.5cm 1 = 79.5cm = m 100cm

4 Sammanfattning kapitel Kemins tidiga historia 2.2 Fundamentala kemiska lagar 2.3 Daltons atomteori 2.4 Tidiga experiment för f r att karaktärisera risera atomen 2.5 Den moderna synen påp atomstrukturen 2.6 Molekyler och joner 2.7 En introduktion till Periodiska systemet 2.8 Oorganisk kemisk nomenklatur

5 Räkneövning 1, uppgift 5: De följande föreningarna är alla felaktigt namngivna. Vad är det korrekta namnet på varje förening? a. FeCl 3, järnklorid b. NO 2, kväve(ιv)oxid c. CaO, kalcium(ιι)monoxid d. Al 2 S 3, dialuminiumtrisulfid e. Mg(C 2 H 3 O 2 ) 2, manganacetat f. FePO 4, järn(ιι)fosfid g. P 2 S 5, fosforsulfid h. Na 2 O 2, natriumoxid i. HNO 3, nitratsyra j. H 2 S, svavelsyra Copyright Houghton Mifflin Company. All rights reserved.

6 Kapitel 3: Stökiometri 3.1 Atommassor 3.2 Substansmängd 3.3 Molmassa 3.4 Föreningars procentuella sammansättningar 3.5 Föreningars empiriska formel 3.6 Kemiska reaktionslikheter 3.7 Balansera reaktionslikheter 3.8 Stökiometri mängder av reaktanter och produkter 3.9 Stökiometri begränsande reaktant

7 Kemisk Stökiometri Studiet av kvantiteterna av olika ämnen som förbrukas och produceras i kemiska reaktioner.

8 Skriva och balansera kemiska reaktioner Avgör vilken reaktion som sker reaktanter och produkter med aggregationstillstånd Skriv den obalanserade reaktionslikheten Balansera reaktionslikheten börja med de mest komplicerade molekylerna Kontrollera antalet av de olika atomslagen

9 Förbränning av etanol Flytande etanol och syrgas koldioxidgas och vattenånga C 2 H 5 OH (l) + O 2(g) CO 2(g) + H 2 O (g) reaktanter produkter 2 mol C 1 mol C 6 mol H 2 mol H 3 mol O 3 mol O C 2 H 5 OH (l) + 3 O 2(g) 2 CO 2(g) + 3 H 2 O (g)

10 3.8 Stökiometri beräkna mängder av reaktanter och produkter Balansera reaktionslikheten för reaktionen Omvandla massan till substansmängd för den kända reaktanten eller produkten Den balanserade reaktionslikheten ger molförhållandet mellan reaktant och produkt Använd molförhållandet för att beräkna substansmängden av sökt reaktant/produkt Omvandla från substansmängd till massa

11 Räkneövning 2, uppgift 2: Elementärt fosfor, P4(s), kan framställas ur kalciumfosfat enligt: 2Ca 3 (PO 4 ) 2 (s) + 6SiO 2 (s) + 10C(s) 6CaSiO 3 (s) + P 4 (s) + 10CO(g) Fosforit är ett mineral som innehåller Ca 3 (PO 4 ) 2 plus andra föreningar som inte innehåller fosfor. Hur mycket fosfor (i kg) kan produceras av 1,0 kg fosforit ifall fosforiten innehåller 75 mass-% Ca 3 (PO 4 ) 2? Antag att det finns ett överskott av de andra reaktanterna i reaktionen. Copyright Houghton Mifflin Company. All rights reserved.

12 Kap 4. Kemiska reaktioner i vattenlösningar 4.1 Vatten det vanliga lösningsmedlet 4.2 Vattenlösningars egenskaper 4.3 Koncentration, Lösningars sammansättning 4.4 Typer av kemiska reaktioner 4.5 Fällningsreaktioner 4.6 Beskrivning av reaktioner i vattenlösningar 4.7 Stökiometri Fällningsreaktioner 4.8 Syra-basreaktioner 4.9 Redoxreaktioner 4.10 Balansera redoxreaktioner

13 4.3 Koncentration, Lösningars sammansättning Molar (M) = mol av löst ämne per liter lösningsmedel mol l M C = n V

14 4.13 Kalciumklorid är en stark elektrolyt som används för att salta vägarna på vintern. Skriv en reaktionslikhet som visar hur CaCl 2 löser sig i vatten Copyright Houghton Mifflin Company. All rights reserved.

15 4.4 Tre slags kemiska reaktioner i vattenlösningar Fällningsreaktioner Ag + (aq) + Cl (aq) AgCl(s) Syra-basreaktioner H + (aq) + OH (aq) H 2 O(l) Redoxreaktioner 2Ce 4+ (aq) + Sn 2+ (aq) 2Ce 3+ (aq) + Sn 4+ (aq)

16 4.5 Fällningsreaktioner Uppstår då lösningar av olika salter blandas och några av jonerna bildar ett svårlösligt salt

17 Tumregler för salters löslighet 1. De flesta nitratsalter (NO 3 ) är lösliga. 2. De flesta alkali- och NH 4+ salterna är lösliga. 3. De flesta Cl, Br, och I salterna är lösliga (INTE Ag +, Pb 2+, Hg 2+ 2 ) 4. De flesta SO 2-4 salterna är lösliga (INTE BaSO 4, PbSO 4, HgSO 4, CaSO 4 ) 5. De flesta OH, S 2, CO 2 3, CrO 2 4, PO 3 4 salterna har begränsad löslighet (NaOH, KOH är dock lösliga)

18 4.6 Reaktionslikheter i vattenlösningar Molekylreaktion: AgNO 3 (aq) + NaCl(aq) AgCl(s) + NaNO 3 (aq) Fullständiga jonreaktion: Ag + (aq) + NO 3 (aq) + Na + (aq) + Cl (aq) AgCl(s) + Na + (aq) + NO 3 (aq) Nettojonreaktion: Ag + (aq) + Cl (aq) AgCl(s)

19 4.8 Syra-basreaktioner Arrhenius syra-basdefinition: Syra: producerar H+-joner i lösning Bas: producerar OH -joner i lösning Brønsted-Lowrys syra-basdefinition: Syra: en protongivare Bas: en protonmottagare.

21 4.9 Redoxreaktioner I redoxreaktioner sker överföring av elektroner. Ett ämne oxideras förlorar elektroner. Ett annat ämne reduceras mottar elektroner

22 Regler för Oxidationstal 1. Oxidationstalet för en atom i ett grundämne = 0 2. Oxidationstalet för en enatomär jon = jonladdningen 3. Syre, O = 2 i kovalenta föreningar (i peroxid = 1) 4. Väte, H = +1 i kovalenta föreningar 5. Fluor, F = 1 i föreningar 6. Summa oxidationstillstånd = 0 i oladdade föreningar 7. Summa oxidationstillstånd = jonladdningen i joner

24 Kap 5. Gaser 5.1 Viktiga storheter: Tryck 5.2 Gaslagar 5.3 Den ideala gaslagen 5.4 Gasstökiometri 5.5 Daltons lag: partialtryck 5.6 Den kinetiska gasteorin 5.7 Effusion och diffusion 5.8 Verkliga gaser 5.9 Atmosfärens kemi

25 5.3 Den ideala gaslagen - en kombination av Boyles, Charles och Avogadros lagar pv = nrt p = tryck (i atm eller Pa) V = volym (i liter eller m 3 ) n = substansmängd (i mol) T = temperatur (i Kelvin) R = gaskonstanten = L atm /(mol K) = 8, m 3 Pa/(mol K)

26 Räkneövning 3, uppgift 1: Axel sätter 4.00 g torris, som är CO 2 (s), i en tom ballong. Vilken volym får ballongen vid STP då all koldioxid förångats? Copyright Houghton Mifflin Company. All rights reserved.

27 Kapitel 6. Termokemi 6.1 Energibegreppet 6.2 Entalpi och kalometri 6.3 Hess lag 6.4 Standardbildningsentalpier 6.5 Energikällor 6.6 Nya energikällor

28 Exotermiskt och Endotermiskt Värmeflöden vid kemiska reaktioner. Exotermisk: Värme flödar ut från systemet (över systemgränsen till omgivningen). Endotermisk: Värme flödar in till systemet (från omgivningen).

29 Kalorimetri mäta värmetransport Vid konstant tryck: q p = ΔH= C H2O m H2O ΔT H2O Vid konstant volym: q v = ΔE= C H2O m H2O ΔT H2O

30 En kalorimeter gjord av två styrofoammuggar.

31 6.4 Standardbildningsentalpi ΔH f för ett ämne är entalpiförändringen då av 1 mol av ämnet bildas från dess grundämnen vid standardtillstånd

33 Entalpiförändring vid kemiska reaktioner Kan beräknas ur standardbildningsentalpierna för reaktanter och produkter. ΔH r = Σn p ΔH f (produkter) Σn r ΔH f (reaktanter) Kom ihåg följande koncept: Om reaktionen är omvänd, är också ΔH r omvänd Om koefficienten för en reaktion multipliceras med en siffra, multipliceras ΔH med samma siffra. Grundämnen i sitt standardtillstånd har ΔH f = 0

34 6.70 Syngas är en produkt vid förgasning av fasta bränslen (understökiometrisk förbränning). Denna kan brännas direkt eller omvandlas till metanol: CO(g) + 2 H 2 (g) CH 3 OH(l) Vad är ΔH för reaktionen? Copyright Houghton Mifflin Company. All rights reserved.

35 Kap 7. Atomstruktur och periodicitet 7.1 Elekromagnetisk strålning 7.2 Materians egenskaper 7.3 Väteatomens spektrum 7.4 Bohrmodellen 7.5 Den kvantmekaniska atommodellen 7.6 Kvanttal 7.7 Orbitalformer och energier 7.8 Elektronspinn och Pauliprincipen 7.9 Polyelektroniska atomer 7.10 Periodiska systemets historia 7.11 Aufbauprincipen och det periodiska systemet 7.12 Periodiska trender för atomkarakteristika 7.13 Egenskaperna hos en grupp: alkalimetallerna

36 7.11 Aufbauprincipen Då antalet protoner ökar i kärnan för att bygga tyngre grundämnen adderas elektroner till de tillåtna vätelika orbitalerna.

39 Ett diagram som summerar ordningen med vilken orbitalerna fylls i polyelektroniska atomer

41 7.82 Vilka av följande elektronkonfigurationer korresponderar till ett exiterat tillstånd? Identifiera atomerna och skriv elektronkonfigurationerna för dessa i grundtillstånd 1s 2 2s 2 3p 1 1s 2 2s 2 2p 6 1s 2 2s 2 2p 4 3s 1 [Ar]4s 2 3d 5 4p 1 Copyright Houghton Mifflin Company. All rights reserved.

42 Valenselektroner Elektronerna i det yttersta principiella kvantnivån n hos atomen. Atom Valence Electrons Ca 2 N 5 Br 7 De andra elektronerna kallas inre elektroner.

43 Kapitel 8 och Kapitel 9 Kemisk bindning: allmänna begrepp Kovalenta bindningar: Orbitaler

44 Kemisk bindning Krafter som håller grupper av atomer samman och får dem att fungera som en enhet.

45 8.9 Lokaliserade Elektronmodellen (LE) En molekyl består av atomer som binds samman genom att dela elektronpar användandes atomorbitalerna hos de bundna atomerna.

46 Den lokaliserade elektronmodellen består av tre delar: Beskrivning av valenselektronarrangemang (Lewisstrukturen) H H C H Beskrivning av geometrin (VSEPR modellen). H Beskrivning av vilka atomorbitaler som används för att dela elektroner

47 8.10 Lewisstrukturer Visar hur valenselektronerna är arrangerade bland atomerna i en molekyl. Återspeglar den centrala idén att stabiliteten för en förening ges av ädelgaselektronkonfiguration.

48 Steg för skrivandet av Lewisstrukturer Summera valenselektronerna från alla atomer i molekylen Använd ett elektronpar var för att binda samman varje par av bundna atomer Arrangera de övriga elektronerna för att uppnå duettregeln för väte och oktettregeln för de övriga grundämnena

49 8.13 Molekylstruktur: VSEPRmodellen Strukturen runt en given atom avgörs principiellt genom att minimera repulsionen av elektronpar.

51 9.1 Hybridisering Hur atomorbitaler bildar speciella orbitaler för bindning. Atomerna svarar enligt behovet att minimera energin för molekylen.

60 Lösningars sammansättning 1. Molaritet (M) = mol av upplöst ämne volym av lösningsmedel 2. Mass (vikts) procent = massa av upplöst ämne massa av lösningsmedel x 100% 3. Molfraktion (χ A ) = mola totala moltalet i lösningen 4. Molalitet (m) = mol av upplöst ämne massa av lösningsmedel

61 Kolligativa egenskaper Beror enbart av antalet, inte typen, av ämnet som lösts upp i en ideel lösning. Kokpunktsförhöjning Fryspunktssänkning Osmotiskt tryck