Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
1 REAKTIOYHTÄLÖT - Coggle Diagram
1 REAKTIOYHTÄLÖT
1.2 Reaktioyhtälön hyödyntäminen laskuissa
Reaktioyhtälön laskut
n = m/M
n = cV
n = pV/RT
Yleisohje
Kirjoita reaktioyhtälö ja tasapainota se. MUISTA merkitä olomuodot.
Merkitse, mitkä lähtötiedot tunnetaan ja mitä halutaan tietää. MUISTA merkitä yksiköt.
Laske tunnetun aineen ainemäärä.
Käytä verrantoa tuntemattoman aineen ainemäärän laskemiseksi.
Muunna tuntemattoman aineen ainemäärää kysyttyyn muotoon (massaksi, tilavuudeksi tms.)
Ilmoita vastaus yhtä monella merkitsevällä numerolla kuin epätarkimmassa lähtöarvossa.
Anna sanalliseen tehtävään vastaus yksiköineen.
Saantoprosentti
Reaktion saannolla tarkoitetaan reaktiotuotteen massaa. Reaktion teoreettinen saanto saadaan laskemalla muodostuneen tuotteen massa reaktioyhtälön kertoimien suhteesta. Todellisella saannolla tarkoitetaan kokeellisesti valmistetun reaktiotuotteen massaa.
saanto- % = todellinen saanto / teoreettinen saanto * 100%
Rajoittava tekijä
Jos useamman kuin yhden lähtöaineen määrä tunnetaan, täytyy selvittää, onko lähtöaineita täsmälleen reaktioyhtälön kertoimia vastaavassa suhteessa. Mikäli ei ole, jokin lähtöaineista loppuu ensin ja rajoittaa näin tuotteen määrää. Tällaista ainetta sanotaan
rajoittavaksi tekijäksi
.
Kaasujen tilavuuden ja ainemäärän välillä on yhteys
Kaikki kaasut käyttäytyvät hyvällä tarkkuudella ideaalikaasun tavoin, kun olosuhteet ovat kohtuulliset. Ideaalikaasu on teoreettinen kaasu, jonka rakenneosat ajatellaan pistemäisiksi ja joiden rakenneosien välillä ei ole vuorovaikutuksia. Ideaalikaasun tilanyhtälöä pV = nRT sovelletaankin kaasulaskuissa.
Reaktiosarja
Kirjoitetaan seoksen ainesosille omat reaktioyhtälöt ja tasapainotetaan ne. Merkitään reaktioyhtälöt numeroilla (1), (2) jne.
Kerätään tunnetut tiedot.
Valitaan sopiva muuttuja x ja määritetään sen avulla seoksen ainesosien ainemäärät.
Määritetään yhteisesti lähtöaineen tai tuotteen ainemäärä n_kok ja verrataan sen ainemäärää seoksen ainesosien ainemääriin eri reaktioyhtälöissä.
Muodostetaan ja ratkaistaan yhtälö n_kok = n1 + n2 ja annetaan vastaus oikealla pyöristystarkkuudella.
Kokonaisreaktioyhtälö
Kirjoitetaan jokainen osareaktio erikseen ja tasapainotetaan ne.
Kerrotaan osareaktioiden kertoimet tarvittaessa sellaisella luvulla, että välituotteilla on eri osareaktioissa yhtä suuri kerroin.
Lasketaan osareaktiot puolittain yhteen ja vähennetään välituotteet samalla pois.
Jos kokonaisreaktion yhtälössä jokin aine on sekä lähtöaineena, että tuotteena, sitä vähennetään yhtä suuret määrät reaktioyhtälön molemmilta puolilta.
Tarkistetaan, että kokonaisreaktion yhtälöstä kertoimet ovat mahdollisimman pieniä kokonaislukuja.
Rinnakkaiset reaktiot
Reaktiosarjaksi sanotaan sellaisia reaktioita, jotka tapahtuvat toinen toisensa jälkeen ja jossa edellisen reaktion tuote on seuraavan reaktion lähtöaine. Tällaista ainetta sanotaan
välituotteeksi
. Reaktiosarjan reaktioyhtälöt voidaan yhdistää. Tällöin välituote eliminoidaan pois reaktioyhtälöstä.
Yhtälö termit
n = ainemäärä (mol)
m = massa (g)
M = moolimassa (g/mol)
c = konsentraatio (mol/l)
V = tilavuus (l tai dm^3)
p = paine (Pa tai bar)
T = lämpötila (K)
R = moolinen kaasuvakio
Reaktioyhtälön ratkaisemisen vaiheet
Kerätään tunnetut tiedot.
Kirjoitetaan ratkaisu välivaiheineen.
Lasketaan massasta tai tilavuudesta ainemäärä.
Ratkaistaan rajoittava tekijä.
Muodostetaan verranto tuntemattoman ja tunnetun ainemäärän välille.
Lasketaan ainemäärästä massa tai tilavuus.
Pyöristetään ja merkitään yksikkö.
1.4 Seoksen pitoisuus
Massaprosentti
m-% = tarkasteltavan ainesosan massa / koko seoksen massa * 100%
Tilavuusprosentti
V-% = tarkasteltavan ainesosan tilavuus / koko seoksen tilavuus * 100%
Promille
Promille ilmoittaa tuhannesosina tietyn ainesosan määrän suhteen koko seoksen määrään.
tarkasteltavan ainesosan määrä / koko seoksen määrä * 1000‰
ppm
tarkasteltavan ainesosan määrä / koko seoksen määrä * 1000000 ppm
Konsentraatio
Liuoksen valmistaminen
Liuoksen laimentaminen
Liuonneen aineen määrä
Spektrofotometria
Absorbanssi
Standardisuora
1.1 Kemiallinen reaktio
Törmäysteoria
Jotta reaktio voi tapahtua:
rakenneosien täytyy törmätä toisiinsa.
törmäyksellä täytyy olla tarpeeksi energiaa.
törmäyksen täytyy tapahtua oikeasta kulmasta.
Miten kemiallinen reaktio voidaan havaita?
värin / olomuodon muutoksesta
happamuuden muutoksesta
lämpötilan muutoksesta
kuplien muodostumisesta
hajusta / äänestä / valosta
Reaktioyhtälön kirjoittaminen
Lähtöaineet merkitään AINA reaktionuolen vasemmalle puolelle. Tuotteet taas oikealle puolelle.
Aineiden eteen merkitään kokonaisluvuilla kertoimet niin, että kaikkia reaktioyhtälössä olleita alkuaineiden atomeja on sama määrä reaktionuolen molemmilla puolilla.
Aineiden kaavan perään merkitään kyseisen aineen olomuoto (g, s, aq tai l).
Reaktionuolen ylä- ja alapuolelle voidaan merkitä lisätietoja reaktiosta, kuten katalyytti tai reaktio-olosuhteiden muutokset.
Tärkeitä yksityiskohtia reaktioyhtälöistä
Metallit ovat huoneenlämmössä kiinteitä PAITSI elohopea on neste.
Kaksiatomisia kaasumolekyylejä on vety, happi, typpi, fluori ja kloori. Kaksiatomisia nesteitä on bromi ja kiinteitä on jodi.
Ioniyhdisteet ovat yleensä kiinteitä tai vesiliuoksia.
Hapot ovat yleensä vesiliuoksessa.
Vesi on yleensä neste, palamisreaktiossa kaasu, mutta EI KOSKAAN vesiliuos.
Reaktioyhtälön tasapainottaminen
Reaktioyhtälöt tasapainotetaan aineen häviämättömyyden lain perusteella.
Lähtöaineiden ja reaktiotuotteiden puolella on yhtä monta saman alkuaineen atomia.
Kertoimien tulee olla pienimmät mahdolliset kokonaisluvut.
Yhdisteen kaavan kirjoittaminen
Molekyyliyhdiste
Alkuaineet merkitään kaavaan yleensä elektronegatiivisuuden mukaan järjestykseen pienimmästä suurimpaan.
Nimen alkuosa tulee ensimmäiseksi merkitystä alkuaineesta ja loppuosalle tulee pääte -idi.
Atomien lukumäärä ilmoitetaan etuliitteellä.
Etuliitteitä ei tarvita, jos aineiden välisiä yhdisteitä on vain yksi.
Ioniyhdiste
Kirjoitetaan positiivisen ionin kaava ja lukumäärä, sitten negatiivisen ionin kaava ja lukumäärä (orgaanisissa suoloissa päinvastoin).
Lukumäärä on pienin mahdollinen kokonaisluku.
Lukumäärä kirjoitetaan ionin kaavan perään alaindeksiin.
Jos moniatomisen ionin lukumäärä on suurempi kuin yksi, ionin kaava kirjoitetaan sulkeisiin ja lukumäärä merkitään sulkeiden ulkopuolelle alaindeksiin.
1.3 Erityyppisiä reaktioita
Palamisreaktio
Kun aine palaa, se reagoi hapen kanssa. Tuotteena muodostuu palavan aineen oksideja (esim. raudan palaessa syntyy rautaoksideja).
MUISTA! Epämetallin palaessa syntyy epämetallioksideja. Epämetallioksidi on molekyyli, jossa epämetalli on kiinnittynyt kovalenttisella sidoksella happeen (esim. hiilidioksidi). Niitä kutsutaan välillä happamiksi oksideiksi, koska ne muodostavat veden kanssa happaman liuoksen.
Protoninsiirtoreaktio
On hapen ja emäksen välinen reaktio.
Happo + vesi = oksoniumionit
Emäs + vesi = hydroksidi-ionit
MUISTA! Neutraloitumisreaktiot ovat myös protoninsiirtoreaktioita.
Saostusreaktio
Saostusreaktiossa tuotteena muodostuva suola saostuu.
Suolan liuetessa veteen sen ionit irtoavat ionihilasta ja hydratoituvat.
Kahden eri suolan vesiliuosten yhdistyessä voi muodostua
saostuma
.
Hapetus-pelkistysreaktio
Jos alkuaine luovuttaa reaktion aikana elektroneja, se hapettuu (toisin päin -> pelkistyy). HUOM! Hapettuminen ja pelkistymien
tapahtuvat samaan aikaan.
Hapetusluvut
Alkuaineen hapetusluku on se varaus, jonka atomi tai ioni saisi, jos sidoselektronit laskettaisiin kuuluvaksi sidoksen elektronegatiivisemmalle alkuaineelle.
Hapetusluku tarkoittaa lukua, jonka atomi/ioni saa riippuen siitä, minkälaisessa suhteessa se on muiden atomien/ionien kanssa.
Esimerkkejä:
Vapaan alkuaineen hapetusluku on
AINA
nolla.
Vedyn hapetusluku on yleensä +1
PAITSI
metalliatomin kanssa -1.
Hapen hapetusluku on yleensä -2,
PAITSI
peroksideissa (kaksois joku muu alkuaine sen kanssa) -1 ja fluorin kanssa +2.
Yksiatomisen ionin hapetusluku on
AINA
tämän ionivarauksen luku.
Moniatomiset ionit ja yhdisteet: pitää laskea!
Moniatomiset ionit: alkuaineiden hapetuslukujen summa on yhtä suuri kuin ionin varaus.
Yhdisteet: yhdisteen muodostavien aineiden hapetuslukujen summa
PITÄÄ
olla nolla.
Aineiden osallistuminen erilaisiin reaktioihin
Hajoamisreaktiossa lähtöaineena vain yhtä yhdistettä ja yhdisteen hajotessa syntyy
yksinkertaisempia
yhdisteitä TAI alkuaineita.