68
G. Pavlović: Praktikum opće kemije | 1 PRAKTIKUM OPĆE KEMIJE za studente Tekstilno-tehnološkog fakulteta interna skripta Ver.1. Zagreb, 2014.

Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 1

PRAKTIKUM OPĆE KEMIJE

za studente Tekstilno-tehnološkog fakulteta

interna skripta

Ver1

Zagreb 2014

G Pavlović Praktikum opće kemije | 2

SADRŽAJ

1 Upoznavanje s radom u laboratoriju 11 Laboratorijski pribor i suđe

12 Rad s plamenikom

13 Osnovne skupine anorganskih spojeva kiseline baze i soli

14 Kemikalije u kućanstvu i neka njihova svojstva

2 Vrste kemijskih reakcija 21 Fizikalne i kemijske promjene

22 Taloženje (precipitacija)

23 Neutralizacija

24 Reakcije oksidacije i redukcije

25 Reakcije nastajanja kompleksa

3 Metode rastavljanja smjesa 31 Sublimacija

32 Kristalizacija

33 Ekstrakcija

34 Filtriranje

341 Obično filtriranje

342 Vruće filtriranje

343 Filtriranje pod sniženim tlakom

35 Destilacija

351 Destilacija pri atmosferskom tlaku

352 Frakcijska destilacija

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja 41 Određivanje gustoće uzorka

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

43 Određivanje molarne mase cinka

44 Određivanje sadržaja vode u modroj galici ndash formula spoja

5 Otopine i elektrokemija 51 Otopine plinova u vodi ndash Henryev zakon

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

53 Električna vodljivost otopina

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

55 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake lužine s topljivom bakrenom

anodom

G Pavlović Praktikum opće kemije | 3

6 Anorganska kemija I 61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

7 Anorganska kemija II 71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash Berlinsko modrilo

723 Kompleksi kobalta

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

Prilozi

Literatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 4

UPUTE ZA RAD U PRAKTIKUMU

1 Za rad u Praktikumu opće kemije studentu su potrebni bijela pamučna kuta (dužine preko koljena

s prednjim kopčanjem dugih rukava) 2 pamučne krpe pinceta upaljač kalkulator i pribor za pisanje

škare (po želji deterdžent za ruke i ubrus)

2 Student treba imati Laboratorijski dnevnik (s kvadratićima poželjno A5 formata) i u

registrator(kolegij blok) uvezane Referate (izvještaje) pojedinih vježbi (vidi Prilog 1) Dodatnu

literaturu dobiva na zahtjev od nastavnika (ili ako on odredi od tehničarke)

3 Domaće zadaće (Pitanja prije kolokvija) student piše na zasebnim u spiralno uvezanim listovima i

predaje u vrijeme održavanja ulaznih kolokvija predmetnom nastavniku na pregled

4 Student treba provoditi mjere osobne zaštite Dugu kosu potrebno je svezati u rep i dignuti Student

u laboratorijskom stolu ima zaštitne naočale koje je dužan nositi cijelo vrijeme izvođenja pokusa Po

potrebi student može koristiti vlastite zaštitne rukavice Student ne smije napuštati svoj radni stol i

mjesto tijekom izvođenja pokusa U laboratoriju je zabranjeno pušenje te konzumiranje hrane i pića Za

vrijeme laboratorijske nastave nema korištenja mobitela (iznimka mobiteli se mogu rabiti kao

kalkulatori i za mjerenje vremena)

5 Studenti su dužni pridržavati se mjera opreza i zaštite na radu prilikom rada u kemijskom

laboratoriju Te mjere su vidljivo istaknute u samom laboratoriju

6 Na početku rada u Praktikumu student provjerava stanje u svom radnom stolu (putem Inventarskog

lista koji potpisuje) i prijavljuje eventualni nestali iili razbijeni pribor (posuđe) ispunjavanjem za to

predviđenog reversa koji predaje tehničarki Student koristi samo kemikalije i pribor (posuđe)

namijenjeno Praktikumu opće kemije a koje se nalazi u radnom stolu ili na zajedničkoj polici

Kemikalije kojih nema na zajedničkoj polici i pribor kojeg nema u stolu student dobiva od tehničarke

7 Po završetku rada u Praktikumu student ostavlja čisto i pospremljeno radno mjesto i radni stol kojeg

provjerava tehničarka O posuđu i priboru koji je razbio ili oštetio tijekom izvođenja pokusa student

je dužan izvijestiti tehničarku i to evidentirati reversom

8 Dežurni studenti (koje odredi nastavnik) provjeravaju plinske i vodovodne instalacije i čistoću

radnih stolova te o tome izvješćuju tehničarku i zadnji napuštaju Laboratorij

9 Student u praktikumu izvodi vježbe samostalno pa se za istu mora prethodno pripremiti što se

provjerava na ulaznim kolokvijima Pri tom koristi skripta i drugu literaturu U praktikumu se ocjenjuje

prvenstveno studentovo razumijevanje vježbe pripremljenost zalaganje urednost i pisanje domaćih

zadaća i referata

10 Ocjenu iz kolegija bdquoPraktikum opće kemijeldquo student dobiva na temelju prethodnih elemenata kao i

položenog Završnog kolokvija koji prijavljuje putem ISVU sustava kao ispit

NAKON POKUSA OTPADNE KEMIKALIJE NE BACAJTE U IZLJEV VEĆ U ZA

TO PREDVIĐENE BOCE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 5

1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

Cilj vježbe upoznavanje s osnovnim laboratorijskim priborom i posuđem u kemijskom

laboratoriju način uporabe i namjena pribora i posuđa crtanje kemijskog

pribora i posuđa

Ključne riječi Pribor i posuđe u kemijskom laboratoriju od stakla (običnog i kemijskog) metala i

porculana ndash nazivi rukovanje uporaba crtanje

11 Laboratorijski pribor i suđe

Pribor

Postupak izvođenja pokusa

UVIJEK NOSITE ZAŠTITNE

NAOČALE DOK IZVODITE POKUS

G Pavlović Praktikum opće kemije | 6

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Opišite u obliku referata mjere zaštite i temeljna pravila laboratorijskog rada (opširno)

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Nacrtajte navedite naziv i uporabu pribora i posuđa od a) običnog stakla b) kemijskog stakla

2 Nacrtajte navedite naziv i uporabu porculanskog pribora i posuđa

3 Nacrtajte navedite naziv i uporabu metalnog pribora i posuđa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 7

12 Rad s plamenikom

Cilj vježbe upoznavanje s vrstama plamenika i vrstama plamena rad s plamenikom zemni plin

Ključne riječi vrste plamenika način rada s plamenikom vrste plamena ndash oksidacijska i redukcijska

zona

Pribor

Kemikalije

Postupak izvođenja pokusa

1 Proučimo osnovne dijelove plamenika

2 Plamenik upalimo tako da otvorimo dovod plina Prethodno provjerimo je li dovod zraka zatvoren

3 Uočavamo vrstu plamena koju nazivamo čađavi plamen

4 Dovodom plina reguliramo različite visine plamena

5 Otvaranjem dovoda zraka dobijemo šušteći plamen

6 Smanjimo visinu plamena Tvrđi papir (ili karton) stavimo okomito u plamen na nekoliko sekundi

Karton ne smije gorjeti Promatramo što se zbiva

7 Drugi karton stavimo u plamen horizontalno Promatramo što se zbiva

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Nacrtajte Bunsenov plamenik i navedite osnovne dijelove

2 Što je redukcijska a što oksidacijska zona plamena

3 Što je zemni plin po kemijskom sastavu

4 Koje temperature zagrijavanja možemo postići plamenicima

5 Što je vodena kupelj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Objasnite pojavu uskakanja plamena i objasnite kako se ona može spriječiti

2 Objasnite u čemu se razlikuju pojedine vrste plamenika

3 U kojoj zoni plamena se postiže najviša temperatura

4 Nacrtajte vodenu kupelj

G Pavlović Praktikum opće kemije | 8

13 Osnovne skupine anorganskih spojeva kiseline baze i soli

Cilj vježbe upoznavanje s glavnim skupinama anorganskih spojeva (odabrane

najvažnije kiseline i baze u laboratorijskoj praksi) kiselinama bazama

solima i njihovim svojstvima

Ključne riječi kiseline baze kiselo-bazne teorije soli hidroliza soli indikatori

određivanje vrijednosti pH i pOH

131 Sumporna kiselina H2SO4

Pribor čaša od 50 mL porculanska zdjelica kapaljka plastična žlica

Kemikalije koncentrirana H2SO4 šećer otopina fenolftaleina otopina metiloranža

Postupak izvođenja pokusa

1 S naljepnice na boci koncentrirane sumporne kiseline ispišite osnovne fizikalne veličine vezane uz

tu kiselinu

2 Ulijte u čašu od 50 mL u digestoru malo konc sumporne kiseline iz originalne boce Kako biste

opisali koncentriranu sumpornu kiselinu

3 Stavite u porculansku zdjelicu malo šećera plastičnom žlicom i dodajte par kapi konc sumporne

kiseline kapaljkom iz čaše sa sumpornom kiselinom

4 Promatrajte i zabilježite zapažanja Kakve promjene uočavate O kojem važnom svojstvu sumporne

kiseline se tu radi

5 Odlijte malo sumporne kiseline u dvije čaše U jednu kapnite kap fenolftaleina a u drugu kap

metiloranža Zabilježite opažanja

pH = 7 pH = 10 pH = 32 pH = 88

fenolftalein metiloranž

G Pavlović Praktikum opće kemije | 9

132 Natrijeva lužina NaOH

Pribor porculanska zdjelica kapaljka

Kemikalije NaOH (u granulama)

Postupak izvođenja pokusa

1 Na porculansku zdjelicu stavite nekoliko granula NaOH Zabilježite opažanja O kojem svojstvu se

tu radi

133 Određivanje vrijednosti pH indikatorima

Pribor stalak s epruvetama univerzalni indikatorski papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3 c(NH3)=01 mol dm3

c(Ca(OH)2)=01 mol dm3 c(H3PO4)=01 mol dm3 c(NaCl)=01 mol dm3 c(CH3COOH)= 01 mol dm3

c(CH3COONa)= 01 mol dm3 c(CH3COONH4)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina otopina metiloranža

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte po 2 mL određene otopine u tri epruvete i u svakoj odredite indikatorima vrijednost pH

Zabilježite promjene boje indikatora

2 Ponovite postupak za svaku otopinu iz tablice Sve otopine su jednake koncentracije Zabilježite

opažanja u zadanu Tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

Boja metiloranža

Boja fenolftaleina

pH

HCl

H2SO4

NaOH

NH3(aq)

Ca(OH)2

H3PO4

NaCl

CH3COOH

CH3COONa

CH3COONH4

G Pavlović Praktikum opće kemije | 10

134 Određivanje vrijednosti pH otopine nastale miješanjem otopina različite koncentracije

Pribor univerzalni indikatorski papir čaša od 50 mL menzura stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH)=02 mol dm3 c(NaOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite vrijednosti pH polaznih otopina univerzalnim indikatorskim papirom

2 Pomiješajte u čaši od 50 mL 10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 i

10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3

3 Procijenite vrijednost pH konačne otopine nakon miješanja u čaši (stakleni štapić)

4 Zabilježite vrijednosti i opažanja je li se vrijednost pH promijenila

135 Usporedba vrijednosti pH dviju kiselina Utjecaj koncentracije kiseline na vrijednost pH

Pribor univerzalni indikatorski papir dvije čaše od 50 mL menzura od 5 mL

Kemikalije c(H2SO4)=01 mol dm3 c(CH3COOH)=01 mol dm3 c(H2SO4)=001 mol dm3

c(CH3COOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite univerzalnim indikatorskim papirom je li kiselija otopina sumporne ili octene (etanske)

kiseline ako ste u dvije čaše od 50 mL odlili jednake volumene (5 mL menzure) svake od tih otopina

jednakih koncentracija c = 01 mol dm3 Što zaključujete

2 Ponovite pokus s 10 puta nižim koncentracijama kiselina Što zaključujete

14 Kemikalije u kućanstvu i neka njihova svojstva

Cilj vježbe Upoznavanje s kiselošću odnosno bazičnošću uobičajenih kemikalija koje

rabimo u kućanstvu tumačenje vrijednosti pH na temelju njihova kemijskog

sastava računanje pH i pOH vrijednosti

Ključne riječi kiseline baze soli indikatori određivanje vrijednosti pH

Pribor univerzalni indikatorski papir epruveta (7 kom) pinceta žlica

Kemikalije različiti uzorci kemikalija koje koristimo u kućanstvu (limunska kiselina ocat prašak za

pecivo soda bikarbona neka sredstva za čišćenje na bazi amonijaka bdquoVarikinaldquo Epsomova sol

MgSO4 middot7H2O)

Postupak izvođenja pokusa Univerzalnim indikatorskim papirom odredite vrijednosti pH otopina

različitih uzoraka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 11

Zapažanja zabilježite u tablicu (u vašim Dnevnicima rada)

uzorak boja univerzalnog

indikatorskog papira

pH pOH

Pitanja i zadaci (za vježbu 13 i 14)

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što su kiseline Navedite nekoliko anorganskih kiselina kemijskom formulom i nazivom

2 Što su baze Koja je razlika između baza hidroksida i lužina

3 Navedite kemijskom formulom i nazivom sve alkalijske i zemnoalkalijske hidrokside

4 Koje kiselo-bazne teorije poznajete Obrazložite ih u nekoliko rečenica i navedite primjere

5 Što su soli Navedite formulama i nazivom sve natrijeve halogenide

6 Što je hidroliza soli Odgovor potkrijepite primjerima

7 Dopunite tablicu

Vrsta soli Primjer Ion podložan

hidrolizi

pH otopine

kation jake baze anion jake kiseline niti jedan asymp 7

KNO2 CH3COONa

kation slabe baze anion jake kiseline lt 7

kation slabe baze anion slabe

kiseline

Ka gt Kb pH lt 7

Kalt Kb pH gt 7

Ka asymp Kb pH asymp 7

8 Napišite uravnotežene kemijske jednadžbe za reakcije navedene riječima

a) sumporna kiselina + kalijev hidroksid kalijev hidrogensulfat + voda

b) ugljična kiselina + natrijev hidroksid natrijev karbonat + voda

c) ugljikov dioksid + voda ugljična kiselina

d) kalcijev hidroksid + fosforna kiselina kalcijev hidrogenfosfat + voda

e) klorovodik + voda klorovodična kiselina

9 Što je pH Što je pOH Napišite izraze koji povezuju pH i pOH

G Pavlović Praktikum opće kemije | 12

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Navedite po nekoliko rečenica koja opisuju svojstva osnovnih kiselina i baza koje koristimo u

kemijskom laboratoriju

a) sumporne

b) klorovodične (kloridne)

c) dušične

d) natrijeve i kalijeve lužine

2 Za svaku od kiselina baza i soli u Tablici (uz pokus 133) napišite jednadžbu disocijacije u vodi Za

višeprotonske kiseline napišite sve stupnjeve disocijacije

3 Dopunite sljedeću tablicu

otopina pH pOH [H+] mol dm3 [OH] mol dm3 kiselobazično

neutralno

A 688

B 84middot1014

C 311

D 10middot107

4 Navedite kemijske formule i nazive aniona kiselinskog ostatka navedenih kiselina

A klorovodična

B sumporovodična

C bromovodična

D cijanovodična

E hipoklorasta

F dušikasta

G dušična

5 Miješanjem 500 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 (otopina A) i

200 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3 (otopina B) dobivena je treća otopina

C Izračunajte i odgovorite

a) Kolika je množinska koncentracija otopine C

b) Koliki je pH otopine C

c) Koliki je pOH otopine A

d) Kolika je masena koncentracija otopine B ako joj dodamo pola litre destilirane vode

e) Koliko mola klorovodične kiseline treba dodati u otopinu A da bi sav natrijev hidroksid izreagirao

Napišite jednadžbu reakcije Koliki je pH nastale otopine

Kemijska formula

kiseline

Naziv aniona

kiselinskog ostatka

A

B

C

D

E

F

G

G Pavlović Praktikum opće kemije | 13

6 Napišite formulama sljedeće spojeve

a) amonijev sulfit ____________________________

b) aluminijev fosfat ____________________________

c) perklorna kiselina ____________________________

d) željezov sulfat heptahidrat _______________________

e) natrijev nitrit ____________________________

7 Navedite nazive sljedećih spojeva

a) AgCl __________________________________

b) BaSO4 ___________________________________________________

c) Cu(NO3)2 ___________________________________________________

d) HClO __________________________________

e) Na2S __________________________________

8 Neutralizacijom koje kiseline i baze nastaju navedene soli Podastrite kemijske jednadžbe

a) KCl __________________________________________________________

b) K3PO4 _______________________________________________________________________________________

c) Ca(CN)2 _______________________________________________________________________________________

d) NH4NO3 _______________________________________________________________________________________

e) CaSO4 _______________________________________________________________________________________

9 Kolika je vrijednost pH vodene otopine klorovodične kiseline koncentracije

0010 mol dm3

10 Kolika je vrijednost pH vodene otopine NaOH čija je koncentracija 0050 mol dm3

11 Koliki je pH vode pri 37 C ako je pri toj temperaturi ionski produkt vode

25 1014 mol2 dm6

12 Izračunajte masenu i množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako 500 mL otopine sadržava

048 mol kiseline

13 Na slici je prikazana naljepnica s boce koncentrirane dušične (nitratne) kiseline Koje sve informacije

možete pročitati s naljepnice Koje su to fizikalne veličine i njihove mjerne jedinice

14 Napišite nazivom i kemijskom formulom spojeve koji se spominju u pokusu 14

15 Napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine __________________________________________

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida __________________________________________

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine _______________________________________________

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida __________________________________________

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida ____________________________________________

Naziv

fizikalne

veličine

Simbol

fizikalne

veličine

Mjerna

jedinica

G Pavlović Praktikum opće kemije | 14

16 Zadan je amonijev kation Napišite formule amonijevih soli ako su zadani sljedeći anioni

kiselinskog ostatka

a) sulfidni b) acetatni c) hidrogensulfatni d) kromatni e) hidrogenkarbonatni

f) perkloratni

17 Koliki je pH otopine kalijeve lužine množinske koncentracije 00347 mol dm3

18 Koliko puta se promijeni koncentracija hidroksidnih iona u nekoj otopini ako se njena vrijednost

pOH promijeni s 2 na 4

19 Koliko grama natrijeve lužine je potrebno za pripravu 546 mL otopine čiji je pH = 98

G Pavlović Praktikum opće kemije | 15

2 Vrste kemijskih reakcija

21 Fizikalne i kemijske promjene

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije otopina limunske kiseline otopina NaHCO3

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 10 mL (menzura) otopine limunske kiseline Izvažite na digitalnoj tehničkoj vagi

2 Izvažite na istoj vagi zasebno sodu-bikarbonu (uporabom papirnate lađice) koju ste dodali sa vrha

žličice

3 Zbrojite mase izvagane epruvete s otopinom limunske kiseline i masu sode-bikarbone

4 Dodajte sodu-bikarbonu u epruvetu s limunskom kiselinom tako da je istresete s papirnate lađice

5 Zabilježite opažanja i objasnite pojavu pjenjenja

6 Nakon prestanka pjenjenja ponovo izvažite epruvetu i sadržaj u njoj

7 Objasnite opažanja o promjeni mase prije i poslije dodavanja sode-bikarbone

8 Objasnite o kakvoj se pojavi radi fizikalnoj ili kemijskoj

22 Taloženje (precipitacija) srebrova klorida

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 2 mL otopine HCl

2 Dodajte 2 mL otopine AgNO3

3 Zabilježite opažanja Što je po kemijskom sastavu nastali bijeli talog Što je ostalo u otopini Opišite

promjene kemijskom jednadžbom

Cilj vježbe Razlikovati kemijsku i fizikalnu promjenu prepoznati i objasniti osnovne

vrste kemijskih reakcija

Ključne riječi Fizikalna promjena kemijska reakcija vrste kemijskih reakcija ndashdefinicije i

primjeri (neutralizacija taloženje redoks reakcije reakcije kompleksiranja)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 16

23 Neutralizacija 231 Neutralizacija klorovodične kiseline amonijakom

Pribor dva satna stakla

Kemikalije koncentrirana HCl koncentrirane otopine NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Radite u digestoru Na predmetno stakalce dodajte par kapi otopine konc klorovodične kiseline

2 Na drugo predmetno stakalce dodajte par kapi koncentrirane otopine amonijaka

3 Približite satna stakalca i promatrajte što se zbiva

4 Opažene pojave potkrijepite kemijskom jednadžbom

232 Neutralizacije natrijeve lužine sumpornom kiselinom

Pribor pipeta čaša od 50 mL stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH) = 01 mol dm3 c(H2SO4) = 01 mol dm3 otopina fenolftaleina w (BaCl2) = 5

Postupak izvođenja pokusa

1 Pipetom točno izmjerite volumen od 5 mL otopine natrijeva hidroksida zadane množinske

koncentracije i prebacite ga u čašu od 50 mL

2 Dodajte kap fenolftaleina Zabilježite promjenu boje

3 Izračunajte koliko mL otopine sumporne kiseline morate otpipetirati za neutralizaciju otopine

natrijeva hidroksida ako je koncentracija sumporne kiseline dvostruko veća od koncentracije otopine

natrijeva hidroksida

4 Otpipetirajte u čašu s otopinom natrijeva hidroksida izračunate mL sumporne kiseline

5 Promiješajte sadržaj u čaši staklenim štapićem Zabilježite opažanja

6 Napišite kemijsku jednadžbu reakcije O kojoj vrsti reakcije je riječ

7 Dodajte u čašu par kapi otopine barijeva klorida

8 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom Prisutnost kojih iona ste dokazali s

otopinom barijeva klorida

G Pavlović Praktikum opće kemije | 17

24 Reakcije oksidacije i redukcije 241 Oksidacijsko djelovanje kalijeva permanaganata u kiselim i lužnatim otopinama

Pribor stalak s epruvetama

Kemikalije c(KMnO4)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3

c(Na2SO3)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Razdijelite oko 30 mL otopine kalijeva permanganata u tri epruvete Uočite boju otopine

2 U prvu epruvetu ulijte 1-2 mL otopine sumporne kiseline u drugu 1-2 mL destilirane vode a u treću

1-2 ml otopine natrijeva hidroksida Uočite da ne dolazi do promjene boje u epruvetama

3 U svaku od triju epruveta dodajte po 05 -1 mL otopine kalijeva (ili natrijeva) sulfita

4 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskim jednadžbama

242 Reakcija otopine modre galice i aluminija

Pribor čaša od 50 mL menzura aluminijska folija

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte 20 mL otopine modre galice zadane koncentracije

2 Komadić aluminijske folije stavite u čašu

3 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom

243 Reakcija bakra i otopine srebrova nitrata

Pribor bakrena žica (ili bakrene strugotine) čaša menzura

Kemikalije w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Komadić bakrene žice (koji možete oblikovati u različite oblike) stavite u veću čašu u koju ste ulili

oko 20 mL otopine srebrova nitrata

2 Dolazi li do kemijske reakcije Što opažate Odgovor potkrijepite kemijskom jednadžbom

G Pavlović Praktikum opće kemije | 18

25 Reakcije nastajanja kompleksa 251 Kompleksi bakra

Pribor stalak s epruvetama kapaljka

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3 koncentrirana HCl koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Epruvetu napunite do trećine s otopinom modre galice (c = 1 mol L1)

2 Laganim dokapavanjem uz stijenku epruvete dodajte 2 ndash 3 mL konc klorovodične kiseline

3 Kapalicom pažljivo sadržaj epruvete nadslojite s 1 - 2 mL konc otopine amonijaka

4 Dobili ste tri različito obojena sloja Jednadžbama opišite koji su kompleksi nastali u svakom sloju

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Definirajte Lavoisierov zakon o održanju mase i objasnite ga

2 Kemijske reakcije u kojima nastaju soli su mnogobrojne Za svaku vrstu reakcije jednadžbom navedite primjer

1) izravna sinteza iz elemenata

2) reakcija metala i kiseline ndash nastaje sol i plin vodik

3) reakcija metalnog oksida i kiseline ndash nastaje sol i voda

4) neutralizacija obuhvaća

ndash reakciju baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida kiseline i baze pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i anhidrida kiseline pri čemu nastaje sol

5) reakcija izmjene iona ndash dvije soli otopljene u vodi daju dvije nove soli pri čemu je jedna topljiva a

druga vrlo slabo topljiva u vodi (taloži)

6) reakcije bdquoistiskivanjardquo

ndash sol1 + jača kiselina sol2 + anhidrid slabije kiseline + voda

ndash sol1 + jača baza sol2 + slabija baza

3 Od navedenih spojeva izdvojite baze

a) CH3COOH(aq) b) H3PO4(aq) c) H2CO3(aq) d) HCl(aq) e) NaOH(aq) f) Na2SO4(s) g) Al(OH)3(s)

4 Od navedenih spojeva izdvojite kiseline

a) H3BO3(aq) b) NH3(aq) c) KCl(s) d) H2S(aq) e) CuSO4(s) f) HF(g) g) HClO(aq)

5 Navedenim spojevima napišite kemijske

formule i izdvojite soli

a) modra galica

b) vapnenac

c) zemni plin

d) magnezijevo mlijeko (magnezijev

hidroksid)

e) vitriolno ulje (konc sumporna kiselina)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 19

f) kalcijev fosfat

6 U ionskom obliku napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida

8 Koji niz sadrži neispravno napisane formule soli

a) NH4Cl FeCl2 FeCl3 K2SO4

b) (NH4)3PO4 Ag2CrO4 KI KClO

c) ZnI2 AgSCN Ca3(PO4)2 NaHCO3

d) FeCO3 MnSO4 BeCl3 AlF3

9 Koja reakcija predstavlja reakciju taloženja

a) CaCO3 rarr CaO + CO2

b) HCl + KOH rarr H2O + KCl

c) Na2S + Ni(NO3)2 rarr NiS + 2NaNO3

d) Zn + CuCl2 rarr ZnCl2 + Cu

10 Za navedenu kemijsku reakciju odgovorite

2KMnO4(s)+ 16HCl(l) rarr 5Cl2(g)+ 2KCl (aq)+ 2MnCl2(aq)+ 8H2O(l)

a) Što je oksidans b) Što je reducens c) Što se oksidiralo d) Što se reduciralo

11 Napiši jednadžbe reakcija dvostruke izmjene (uz naznačivanje agregacijskih stanja)

a) srebrov nitrat + klorovodična kiselina

b) barijev klorid + sumporna kiselina

c) bakrov(II) sulfat + natrijev sulfid

d) natrijev klorid + sumporna kiselina

e) srebrov(I) nitrat + natrijev sulfat

f) aluminijev klorid + natrijev hidroksid

12 Što su kompleksni spojevi

13 Objasnite zašto je modra galica kompleksni spoj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe 1 Je li gorenje svijeće kemijska ili fizikalna pojava Objasnite

2 Navedite nekoliko fizikalnih pojava vezanih uz promjenu agregacijskih stanja tvari Objasnite zašto su to

fizikalne promjene

3 Dopunite tablicu

Naziv fazne

pretvorbe

Opis

fazne pretvorbe

Opis pretvorbe

jednadžbom

(X = tvar)

Oznake za faznu

pretvorbu

taljenje čvrsto tekuće X(s) X(l) l

s Δfus

isparavanje

sublimacija

očvršćivanje

kondenzacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 2: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 2

SADRŽAJ

1 Upoznavanje s radom u laboratoriju 11 Laboratorijski pribor i suđe

12 Rad s plamenikom

13 Osnovne skupine anorganskih spojeva kiseline baze i soli

14 Kemikalije u kućanstvu i neka njihova svojstva

2 Vrste kemijskih reakcija 21 Fizikalne i kemijske promjene

22 Taloženje (precipitacija)

23 Neutralizacija

24 Reakcije oksidacije i redukcije

25 Reakcije nastajanja kompleksa

3 Metode rastavljanja smjesa 31 Sublimacija

32 Kristalizacija

33 Ekstrakcija

34 Filtriranje

341 Obično filtriranje

342 Vruće filtriranje

343 Filtriranje pod sniženim tlakom

35 Destilacija

351 Destilacija pri atmosferskom tlaku

352 Frakcijska destilacija

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja 41 Određivanje gustoće uzorka

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

43 Određivanje molarne mase cinka

44 Određivanje sadržaja vode u modroj galici ndash formula spoja

5 Otopine i elektrokemija 51 Otopine plinova u vodi ndash Henryev zakon

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

53 Električna vodljivost otopina

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

55 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake lužine s topljivom bakrenom

anodom

G Pavlović Praktikum opće kemije | 3

6 Anorganska kemija I 61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

7 Anorganska kemija II 71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash Berlinsko modrilo

723 Kompleksi kobalta

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

Prilozi

Literatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 4

UPUTE ZA RAD U PRAKTIKUMU

1 Za rad u Praktikumu opće kemije studentu su potrebni bijela pamučna kuta (dužine preko koljena

s prednjim kopčanjem dugih rukava) 2 pamučne krpe pinceta upaljač kalkulator i pribor za pisanje

škare (po želji deterdžent za ruke i ubrus)

2 Student treba imati Laboratorijski dnevnik (s kvadratićima poželjno A5 formata) i u

registrator(kolegij blok) uvezane Referate (izvještaje) pojedinih vježbi (vidi Prilog 1) Dodatnu

literaturu dobiva na zahtjev od nastavnika (ili ako on odredi od tehničarke)

3 Domaće zadaće (Pitanja prije kolokvija) student piše na zasebnim u spiralno uvezanim listovima i

predaje u vrijeme održavanja ulaznih kolokvija predmetnom nastavniku na pregled

4 Student treba provoditi mjere osobne zaštite Dugu kosu potrebno je svezati u rep i dignuti Student

u laboratorijskom stolu ima zaštitne naočale koje je dužan nositi cijelo vrijeme izvođenja pokusa Po

potrebi student može koristiti vlastite zaštitne rukavice Student ne smije napuštati svoj radni stol i

mjesto tijekom izvođenja pokusa U laboratoriju je zabranjeno pušenje te konzumiranje hrane i pića Za

vrijeme laboratorijske nastave nema korištenja mobitela (iznimka mobiteli se mogu rabiti kao

kalkulatori i za mjerenje vremena)

5 Studenti su dužni pridržavati se mjera opreza i zaštite na radu prilikom rada u kemijskom

laboratoriju Te mjere su vidljivo istaknute u samom laboratoriju

6 Na početku rada u Praktikumu student provjerava stanje u svom radnom stolu (putem Inventarskog

lista koji potpisuje) i prijavljuje eventualni nestali iili razbijeni pribor (posuđe) ispunjavanjem za to

predviđenog reversa koji predaje tehničarki Student koristi samo kemikalije i pribor (posuđe)

namijenjeno Praktikumu opće kemije a koje se nalazi u radnom stolu ili na zajedničkoj polici

Kemikalije kojih nema na zajedničkoj polici i pribor kojeg nema u stolu student dobiva od tehničarke

7 Po završetku rada u Praktikumu student ostavlja čisto i pospremljeno radno mjesto i radni stol kojeg

provjerava tehničarka O posuđu i priboru koji je razbio ili oštetio tijekom izvođenja pokusa student

je dužan izvijestiti tehničarku i to evidentirati reversom

8 Dežurni studenti (koje odredi nastavnik) provjeravaju plinske i vodovodne instalacije i čistoću

radnih stolova te o tome izvješćuju tehničarku i zadnji napuštaju Laboratorij

9 Student u praktikumu izvodi vježbe samostalno pa se za istu mora prethodno pripremiti što se

provjerava na ulaznim kolokvijima Pri tom koristi skripta i drugu literaturu U praktikumu se ocjenjuje

prvenstveno studentovo razumijevanje vježbe pripremljenost zalaganje urednost i pisanje domaćih

zadaća i referata

10 Ocjenu iz kolegija bdquoPraktikum opće kemijeldquo student dobiva na temelju prethodnih elemenata kao i

položenog Završnog kolokvija koji prijavljuje putem ISVU sustava kao ispit

NAKON POKUSA OTPADNE KEMIKALIJE NE BACAJTE U IZLJEV VEĆ U ZA

TO PREDVIĐENE BOCE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 5

1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

Cilj vježbe upoznavanje s osnovnim laboratorijskim priborom i posuđem u kemijskom

laboratoriju način uporabe i namjena pribora i posuđa crtanje kemijskog

pribora i posuđa

Ključne riječi Pribor i posuđe u kemijskom laboratoriju od stakla (običnog i kemijskog) metala i

porculana ndash nazivi rukovanje uporaba crtanje

11 Laboratorijski pribor i suđe

Pribor

Postupak izvođenja pokusa

UVIJEK NOSITE ZAŠTITNE

NAOČALE DOK IZVODITE POKUS

G Pavlović Praktikum opće kemije | 6

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Opišite u obliku referata mjere zaštite i temeljna pravila laboratorijskog rada (opširno)

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Nacrtajte navedite naziv i uporabu pribora i posuđa od a) običnog stakla b) kemijskog stakla

2 Nacrtajte navedite naziv i uporabu porculanskog pribora i posuđa

3 Nacrtajte navedite naziv i uporabu metalnog pribora i posuđa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 7

12 Rad s plamenikom

Cilj vježbe upoznavanje s vrstama plamenika i vrstama plamena rad s plamenikom zemni plin

Ključne riječi vrste plamenika način rada s plamenikom vrste plamena ndash oksidacijska i redukcijska

zona

Pribor

Kemikalije

Postupak izvođenja pokusa

1 Proučimo osnovne dijelove plamenika

2 Plamenik upalimo tako da otvorimo dovod plina Prethodno provjerimo je li dovod zraka zatvoren

3 Uočavamo vrstu plamena koju nazivamo čađavi plamen

4 Dovodom plina reguliramo različite visine plamena

5 Otvaranjem dovoda zraka dobijemo šušteći plamen

6 Smanjimo visinu plamena Tvrđi papir (ili karton) stavimo okomito u plamen na nekoliko sekundi

Karton ne smije gorjeti Promatramo što se zbiva

7 Drugi karton stavimo u plamen horizontalno Promatramo što se zbiva

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Nacrtajte Bunsenov plamenik i navedite osnovne dijelove

2 Što je redukcijska a što oksidacijska zona plamena

3 Što je zemni plin po kemijskom sastavu

4 Koje temperature zagrijavanja možemo postići plamenicima

5 Što je vodena kupelj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Objasnite pojavu uskakanja plamena i objasnite kako se ona može spriječiti

2 Objasnite u čemu se razlikuju pojedine vrste plamenika

3 U kojoj zoni plamena se postiže najviša temperatura

4 Nacrtajte vodenu kupelj

G Pavlović Praktikum opće kemije | 8

13 Osnovne skupine anorganskih spojeva kiseline baze i soli

Cilj vježbe upoznavanje s glavnim skupinama anorganskih spojeva (odabrane

najvažnije kiseline i baze u laboratorijskoj praksi) kiselinama bazama

solima i njihovim svojstvima

Ključne riječi kiseline baze kiselo-bazne teorije soli hidroliza soli indikatori

određivanje vrijednosti pH i pOH

131 Sumporna kiselina H2SO4

Pribor čaša od 50 mL porculanska zdjelica kapaljka plastična žlica

Kemikalije koncentrirana H2SO4 šećer otopina fenolftaleina otopina metiloranža

Postupak izvođenja pokusa

1 S naljepnice na boci koncentrirane sumporne kiseline ispišite osnovne fizikalne veličine vezane uz

tu kiselinu

2 Ulijte u čašu od 50 mL u digestoru malo konc sumporne kiseline iz originalne boce Kako biste

opisali koncentriranu sumpornu kiselinu

3 Stavite u porculansku zdjelicu malo šećera plastičnom žlicom i dodajte par kapi konc sumporne

kiseline kapaljkom iz čaše sa sumpornom kiselinom

4 Promatrajte i zabilježite zapažanja Kakve promjene uočavate O kojem važnom svojstvu sumporne

kiseline se tu radi

5 Odlijte malo sumporne kiseline u dvije čaše U jednu kapnite kap fenolftaleina a u drugu kap

metiloranža Zabilježite opažanja

pH = 7 pH = 10 pH = 32 pH = 88

fenolftalein metiloranž

G Pavlović Praktikum opće kemije | 9

132 Natrijeva lužina NaOH

Pribor porculanska zdjelica kapaljka

Kemikalije NaOH (u granulama)

Postupak izvođenja pokusa

1 Na porculansku zdjelicu stavite nekoliko granula NaOH Zabilježite opažanja O kojem svojstvu se

tu radi

133 Određivanje vrijednosti pH indikatorima

Pribor stalak s epruvetama univerzalni indikatorski papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3 c(NH3)=01 mol dm3

c(Ca(OH)2)=01 mol dm3 c(H3PO4)=01 mol dm3 c(NaCl)=01 mol dm3 c(CH3COOH)= 01 mol dm3

c(CH3COONa)= 01 mol dm3 c(CH3COONH4)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina otopina metiloranža

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte po 2 mL određene otopine u tri epruvete i u svakoj odredite indikatorima vrijednost pH

Zabilježite promjene boje indikatora

2 Ponovite postupak za svaku otopinu iz tablice Sve otopine su jednake koncentracije Zabilježite

opažanja u zadanu Tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

Boja metiloranža

Boja fenolftaleina

pH

HCl

H2SO4

NaOH

NH3(aq)

Ca(OH)2

H3PO4

NaCl

CH3COOH

CH3COONa

CH3COONH4

G Pavlović Praktikum opće kemije | 10

134 Određivanje vrijednosti pH otopine nastale miješanjem otopina različite koncentracije

Pribor univerzalni indikatorski papir čaša od 50 mL menzura stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH)=02 mol dm3 c(NaOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite vrijednosti pH polaznih otopina univerzalnim indikatorskim papirom

2 Pomiješajte u čaši od 50 mL 10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 i

10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3

3 Procijenite vrijednost pH konačne otopine nakon miješanja u čaši (stakleni štapić)

4 Zabilježite vrijednosti i opažanja je li se vrijednost pH promijenila

135 Usporedba vrijednosti pH dviju kiselina Utjecaj koncentracije kiseline na vrijednost pH

Pribor univerzalni indikatorski papir dvije čaše od 50 mL menzura od 5 mL

Kemikalije c(H2SO4)=01 mol dm3 c(CH3COOH)=01 mol dm3 c(H2SO4)=001 mol dm3

c(CH3COOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite univerzalnim indikatorskim papirom je li kiselija otopina sumporne ili octene (etanske)

kiseline ako ste u dvije čaše od 50 mL odlili jednake volumene (5 mL menzure) svake od tih otopina

jednakih koncentracija c = 01 mol dm3 Što zaključujete

2 Ponovite pokus s 10 puta nižim koncentracijama kiselina Što zaključujete

14 Kemikalije u kućanstvu i neka njihova svojstva

Cilj vježbe Upoznavanje s kiselošću odnosno bazičnošću uobičajenih kemikalija koje

rabimo u kućanstvu tumačenje vrijednosti pH na temelju njihova kemijskog

sastava računanje pH i pOH vrijednosti

Ključne riječi kiseline baze soli indikatori određivanje vrijednosti pH

Pribor univerzalni indikatorski papir epruveta (7 kom) pinceta žlica

Kemikalije različiti uzorci kemikalija koje koristimo u kućanstvu (limunska kiselina ocat prašak za

pecivo soda bikarbona neka sredstva za čišćenje na bazi amonijaka bdquoVarikinaldquo Epsomova sol

MgSO4 middot7H2O)

Postupak izvođenja pokusa Univerzalnim indikatorskim papirom odredite vrijednosti pH otopina

različitih uzoraka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 11

Zapažanja zabilježite u tablicu (u vašim Dnevnicima rada)

uzorak boja univerzalnog

indikatorskog papira

pH pOH

Pitanja i zadaci (za vježbu 13 i 14)

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što su kiseline Navedite nekoliko anorganskih kiselina kemijskom formulom i nazivom

2 Što su baze Koja je razlika između baza hidroksida i lužina

3 Navedite kemijskom formulom i nazivom sve alkalijske i zemnoalkalijske hidrokside

4 Koje kiselo-bazne teorije poznajete Obrazložite ih u nekoliko rečenica i navedite primjere

5 Što su soli Navedite formulama i nazivom sve natrijeve halogenide

6 Što je hidroliza soli Odgovor potkrijepite primjerima

7 Dopunite tablicu

Vrsta soli Primjer Ion podložan

hidrolizi

pH otopine

kation jake baze anion jake kiseline niti jedan asymp 7

KNO2 CH3COONa

kation slabe baze anion jake kiseline lt 7

kation slabe baze anion slabe

kiseline

Ka gt Kb pH lt 7

Kalt Kb pH gt 7

Ka asymp Kb pH asymp 7

8 Napišite uravnotežene kemijske jednadžbe za reakcije navedene riječima

a) sumporna kiselina + kalijev hidroksid kalijev hidrogensulfat + voda

b) ugljična kiselina + natrijev hidroksid natrijev karbonat + voda

c) ugljikov dioksid + voda ugljična kiselina

d) kalcijev hidroksid + fosforna kiselina kalcijev hidrogenfosfat + voda

e) klorovodik + voda klorovodična kiselina

9 Što je pH Što je pOH Napišite izraze koji povezuju pH i pOH

G Pavlović Praktikum opće kemije | 12

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Navedite po nekoliko rečenica koja opisuju svojstva osnovnih kiselina i baza koje koristimo u

kemijskom laboratoriju

a) sumporne

b) klorovodične (kloridne)

c) dušične

d) natrijeve i kalijeve lužine

2 Za svaku od kiselina baza i soli u Tablici (uz pokus 133) napišite jednadžbu disocijacije u vodi Za

višeprotonske kiseline napišite sve stupnjeve disocijacije

3 Dopunite sljedeću tablicu

otopina pH pOH [H+] mol dm3 [OH] mol dm3 kiselobazično

neutralno

A 688

B 84middot1014

C 311

D 10middot107

4 Navedite kemijske formule i nazive aniona kiselinskog ostatka navedenih kiselina

A klorovodična

B sumporovodična

C bromovodična

D cijanovodična

E hipoklorasta

F dušikasta

G dušična

5 Miješanjem 500 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 (otopina A) i

200 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3 (otopina B) dobivena je treća otopina

C Izračunajte i odgovorite

a) Kolika je množinska koncentracija otopine C

b) Koliki je pH otopine C

c) Koliki je pOH otopine A

d) Kolika je masena koncentracija otopine B ako joj dodamo pola litre destilirane vode

e) Koliko mola klorovodične kiseline treba dodati u otopinu A da bi sav natrijev hidroksid izreagirao

Napišite jednadžbu reakcije Koliki je pH nastale otopine

Kemijska formula

kiseline

Naziv aniona

kiselinskog ostatka

A

B

C

D

E

F

G

G Pavlović Praktikum opće kemije | 13

6 Napišite formulama sljedeće spojeve

a) amonijev sulfit ____________________________

b) aluminijev fosfat ____________________________

c) perklorna kiselina ____________________________

d) željezov sulfat heptahidrat _______________________

e) natrijev nitrit ____________________________

7 Navedite nazive sljedećih spojeva

a) AgCl __________________________________

b) BaSO4 ___________________________________________________

c) Cu(NO3)2 ___________________________________________________

d) HClO __________________________________

e) Na2S __________________________________

8 Neutralizacijom koje kiseline i baze nastaju navedene soli Podastrite kemijske jednadžbe

a) KCl __________________________________________________________

b) K3PO4 _______________________________________________________________________________________

c) Ca(CN)2 _______________________________________________________________________________________

d) NH4NO3 _______________________________________________________________________________________

e) CaSO4 _______________________________________________________________________________________

9 Kolika je vrijednost pH vodene otopine klorovodične kiseline koncentracije

0010 mol dm3

10 Kolika je vrijednost pH vodene otopine NaOH čija je koncentracija 0050 mol dm3

11 Koliki je pH vode pri 37 C ako je pri toj temperaturi ionski produkt vode

25 1014 mol2 dm6

12 Izračunajte masenu i množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako 500 mL otopine sadržava

048 mol kiseline

13 Na slici je prikazana naljepnica s boce koncentrirane dušične (nitratne) kiseline Koje sve informacije

možete pročitati s naljepnice Koje su to fizikalne veličine i njihove mjerne jedinice

14 Napišite nazivom i kemijskom formulom spojeve koji se spominju u pokusu 14

15 Napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine __________________________________________

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida __________________________________________

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine _______________________________________________

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida __________________________________________

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida ____________________________________________

Naziv

fizikalne

veličine

Simbol

fizikalne

veličine

Mjerna

jedinica

G Pavlović Praktikum opće kemije | 14

16 Zadan je amonijev kation Napišite formule amonijevih soli ako su zadani sljedeći anioni

kiselinskog ostatka

a) sulfidni b) acetatni c) hidrogensulfatni d) kromatni e) hidrogenkarbonatni

f) perkloratni

17 Koliki je pH otopine kalijeve lužine množinske koncentracije 00347 mol dm3

18 Koliko puta se promijeni koncentracija hidroksidnih iona u nekoj otopini ako se njena vrijednost

pOH promijeni s 2 na 4

19 Koliko grama natrijeve lužine je potrebno za pripravu 546 mL otopine čiji je pH = 98

G Pavlović Praktikum opće kemije | 15

2 Vrste kemijskih reakcija

21 Fizikalne i kemijske promjene

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije otopina limunske kiseline otopina NaHCO3

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 10 mL (menzura) otopine limunske kiseline Izvažite na digitalnoj tehničkoj vagi

2 Izvažite na istoj vagi zasebno sodu-bikarbonu (uporabom papirnate lađice) koju ste dodali sa vrha

žličice

3 Zbrojite mase izvagane epruvete s otopinom limunske kiseline i masu sode-bikarbone

4 Dodajte sodu-bikarbonu u epruvetu s limunskom kiselinom tako da je istresete s papirnate lađice

5 Zabilježite opažanja i objasnite pojavu pjenjenja

6 Nakon prestanka pjenjenja ponovo izvažite epruvetu i sadržaj u njoj

7 Objasnite opažanja o promjeni mase prije i poslije dodavanja sode-bikarbone

8 Objasnite o kakvoj se pojavi radi fizikalnoj ili kemijskoj

22 Taloženje (precipitacija) srebrova klorida

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 2 mL otopine HCl

2 Dodajte 2 mL otopine AgNO3

3 Zabilježite opažanja Što je po kemijskom sastavu nastali bijeli talog Što je ostalo u otopini Opišite

promjene kemijskom jednadžbom

Cilj vježbe Razlikovati kemijsku i fizikalnu promjenu prepoznati i objasniti osnovne

vrste kemijskih reakcija

Ključne riječi Fizikalna promjena kemijska reakcija vrste kemijskih reakcija ndashdefinicije i

primjeri (neutralizacija taloženje redoks reakcije reakcije kompleksiranja)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 16

23 Neutralizacija 231 Neutralizacija klorovodične kiseline amonijakom

Pribor dva satna stakla

Kemikalije koncentrirana HCl koncentrirane otopine NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Radite u digestoru Na predmetno stakalce dodajte par kapi otopine konc klorovodične kiseline

2 Na drugo predmetno stakalce dodajte par kapi koncentrirane otopine amonijaka

3 Približite satna stakalca i promatrajte što se zbiva

4 Opažene pojave potkrijepite kemijskom jednadžbom

232 Neutralizacije natrijeve lužine sumpornom kiselinom

Pribor pipeta čaša od 50 mL stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH) = 01 mol dm3 c(H2SO4) = 01 mol dm3 otopina fenolftaleina w (BaCl2) = 5

Postupak izvođenja pokusa

1 Pipetom točno izmjerite volumen od 5 mL otopine natrijeva hidroksida zadane množinske

koncentracije i prebacite ga u čašu od 50 mL

2 Dodajte kap fenolftaleina Zabilježite promjenu boje

3 Izračunajte koliko mL otopine sumporne kiseline morate otpipetirati za neutralizaciju otopine

natrijeva hidroksida ako je koncentracija sumporne kiseline dvostruko veća od koncentracije otopine

natrijeva hidroksida

4 Otpipetirajte u čašu s otopinom natrijeva hidroksida izračunate mL sumporne kiseline

5 Promiješajte sadržaj u čaši staklenim štapićem Zabilježite opažanja

6 Napišite kemijsku jednadžbu reakcije O kojoj vrsti reakcije je riječ

7 Dodajte u čašu par kapi otopine barijeva klorida

8 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom Prisutnost kojih iona ste dokazali s

otopinom barijeva klorida

G Pavlović Praktikum opće kemije | 17

24 Reakcije oksidacije i redukcije 241 Oksidacijsko djelovanje kalijeva permanaganata u kiselim i lužnatim otopinama

Pribor stalak s epruvetama

Kemikalije c(KMnO4)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3

c(Na2SO3)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Razdijelite oko 30 mL otopine kalijeva permanganata u tri epruvete Uočite boju otopine

2 U prvu epruvetu ulijte 1-2 mL otopine sumporne kiseline u drugu 1-2 mL destilirane vode a u treću

1-2 ml otopine natrijeva hidroksida Uočite da ne dolazi do promjene boje u epruvetama

3 U svaku od triju epruveta dodajte po 05 -1 mL otopine kalijeva (ili natrijeva) sulfita

4 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskim jednadžbama

242 Reakcija otopine modre galice i aluminija

Pribor čaša od 50 mL menzura aluminijska folija

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte 20 mL otopine modre galice zadane koncentracije

2 Komadić aluminijske folije stavite u čašu

3 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom

243 Reakcija bakra i otopine srebrova nitrata

Pribor bakrena žica (ili bakrene strugotine) čaša menzura

Kemikalije w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Komadić bakrene žice (koji možete oblikovati u različite oblike) stavite u veću čašu u koju ste ulili

oko 20 mL otopine srebrova nitrata

2 Dolazi li do kemijske reakcije Što opažate Odgovor potkrijepite kemijskom jednadžbom

G Pavlović Praktikum opće kemije | 18

25 Reakcije nastajanja kompleksa 251 Kompleksi bakra

Pribor stalak s epruvetama kapaljka

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3 koncentrirana HCl koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Epruvetu napunite do trećine s otopinom modre galice (c = 1 mol L1)

2 Laganim dokapavanjem uz stijenku epruvete dodajte 2 ndash 3 mL konc klorovodične kiseline

3 Kapalicom pažljivo sadržaj epruvete nadslojite s 1 - 2 mL konc otopine amonijaka

4 Dobili ste tri različito obojena sloja Jednadžbama opišite koji su kompleksi nastali u svakom sloju

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Definirajte Lavoisierov zakon o održanju mase i objasnite ga

2 Kemijske reakcije u kojima nastaju soli su mnogobrojne Za svaku vrstu reakcije jednadžbom navedite primjer

1) izravna sinteza iz elemenata

2) reakcija metala i kiseline ndash nastaje sol i plin vodik

3) reakcija metalnog oksida i kiseline ndash nastaje sol i voda

4) neutralizacija obuhvaća

ndash reakciju baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida kiseline i baze pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i anhidrida kiseline pri čemu nastaje sol

5) reakcija izmjene iona ndash dvije soli otopljene u vodi daju dvije nove soli pri čemu je jedna topljiva a

druga vrlo slabo topljiva u vodi (taloži)

6) reakcije bdquoistiskivanjardquo

ndash sol1 + jača kiselina sol2 + anhidrid slabije kiseline + voda

ndash sol1 + jača baza sol2 + slabija baza

3 Od navedenih spojeva izdvojite baze

a) CH3COOH(aq) b) H3PO4(aq) c) H2CO3(aq) d) HCl(aq) e) NaOH(aq) f) Na2SO4(s) g) Al(OH)3(s)

4 Od navedenih spojeva izdvojite kiseline

a) H3BO3(aq) b) NH3(aq) c) KCl(s) d) H2S(aq) e) CuSO4(s) f) HF(g) g) HClO(aq)

5 Navedenim spojevima napišite kemijske

formule i izdvojite soli

a) modra galica

b) vapnenac

c) zemni plin

d) magnezijevo mlijeko (magnezijev

hidroksid)

e) vitriolno ulje (konc sumporna kiselina)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 19

f) kalcijev fosfat

6 U ionskom obliku napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida

8 Koji niz sadrži neispravno napisane formule soli

a) NH4Cl FeCl2 FeCl3 K2SO4

b) (NH4)3PO4 Ag2CrO4 KI KClO

c) ZnI2 AgSCN Ca3(PO4)2 NaHCO3

d) FeCO3 MnSO4 BeCl3 AlF3

9 Koja reakcija predstavlja reakciju taloženja

a) CaCO3 rarr CaO + CO2

b) HCl + KOH rarr H2O + KCl

c) Na2S + Ni(NO3)2 rarr NiS + 2NaNO3

d) Zn + CuCl2 rarr ZnCl2 + Cu

10 Za navedenu kemijsku reakciju odgovorite

2KMnO4(s)+ 16HCl(l) rarr 5Cl2(g)+ 2KCl (aq)+ 2MnCl2(aq)+ 8H2O(l)

a) Što je oksidans b) Što je reducens c) Što se oksidiralo d) Što se reduciralo

11 Napiši jednadžbe reakcija dvostruke izmjene (uz naznačivanje agregacijskih stanja)

a) srebrov nitrat + klorovodična kiselina

b) barijev klorid + sumporna kiselina

c) bakrov(II) sulfat + natrijev sulfid

d) natrijev klorid + sumporna kiselina

e) srebrov(I) nitrat + natrijev sulfat

f) aluminijev klorid + natrijev hidroksid

12 Što su kompleksni spojevi

13 Objasnite zašto je modra galica kompleksni spoj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe 1 Je li gorenje svijeće kemijska ili fizikalna pojava Objasnite

2 Navedite nekoliko fizikalnih pojava vezanih uz promjenu agregacijskih stanja tvari Objasnite zašto su to

fizikalne promjene

3 Dopunite tablicu

Naziv fazne

pretvorbe

Opis

fazne pretvorbe

Opis pretvorbe

jednadžbom

(X = tvar)

Oznake za faznu

pretvorbu

taljenje čvrsto tekuće X(s) X(l) l

s Δfus

isparavanje

sublimacija

očvršćivanje

kondenzacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 3: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 3

6 Anorganska kemija I 61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

7 Anorganska kemija II 71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash Berlinsko modrilo

723 Kompleksi kobalta

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

Prilozi

Literatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 4

UPUTE ZA RAD U PRAKTIKUMU

1 Za rad u Praktikumu opće kemije studentu su potrebni bijela pamučna kuta (dužine preko koljena

s prednjim kopčanjem dugih rukava) 2 pamučne krpe pinceta upaljač kalkulator i pribor za pisanje

škare (po želji deterdžent za ruke i ubrus)

2 Student treba imati Laboratorijski dnevnik (s kvadratićima poželjno A5 formata) i u

registrator(kolegij blok) uvezane Referate (izvještaje) pojedinih vježbi (vidi Prilog 1) Dodatnu

literaturu dobiva na zahtjev od nastavnika (ili ako on odredi od tehničarke)

3 Domaće zadaće (Pitanja prije kolokvija) student piše na zasebnim u spiralno uvezanim listovima i

predaje u vrijeme održavanja ulaznih kolokvija predmetnom nastavniku na pregled

4 Student treba provoditi mjere osobne zaštite Dugu kosu potrebno je svezati u rep i dignuti Student

u laboratorijskom stolu ima zaštitne naočale koje je dužan nositi cijelo vrijeme izvođenja pokusa Po

potrebi student može koristiti vlastite zaštitne rukavice Student ne smije napuštati svoj radni stol i

mjesto tijekom izvođenja pokusa U laboratoriju je zabranjeno pušenje te konzumiranje hrane i pića Za

vrijeme laboratorijske nastave nema korištenja mobitela (iznimka mobiteli se mogu rabiti kao

kalkulatori i za mjerenje vremena)

5 Studenti su dužni pridržavati se mjera opreza i zaštite na radu prilikom rada u kemijskom

laboratoriju Te mjere su vidljivo istaknute u samom laboratoriju

6 Na početku rada u Praktikumu student provjerava stanje u svom radnom stolu (putem Inventarskog

lista koji potpisuje) i prijavljuje eventualni nestali iili razbijeni pribor (posuđe) ispunjavanjem za to

predviđenog reversa koji predaje tehničarki Student koristi samo kemikalije i pribor (posuđe)

namijenjeno Praktikumu opće kemije a koje se nalazi u radnom stolu ili na zajedničkoj polici

Kemikalije kojih nema na zajedničkoj polici i pribor kojeg nema u stolu student dobiva od tehničarke

7 Po završetku rada u Praktikumu student ostavlja čisto i pospremljeno radno mjesto i radni stol kojeg

provjerava tehničarka O posuđu i priboru koji je razbio ili oštetio tijekom izvođenja pokusa student

je dužan izvijestiti tehničarku i to evidentirati reversom

8 Dežurni studenti (koje odredi nastavnik) provjeravaju plinske i vodovodne instalacije i čistoću

radnih stolova te o tome izvješćuju tehničarku i zadnji napuštaju Laboratorij

9 Student u praktikumu izvodi vježbe samostalno pa se za istu mora prethodno pripremiti što se

provjerava na ulaznim kolokvijima Pri tom koristi skripta i drugu literaturu U praktikumu se ocjenjuje

prvenstveno studentovo razumijevanje vježbe pripremljenost zalaganje urednost i pisanje domaćih

zadaća i referata

10 Ocjenu iz kolegija bdquoPraktikum opće kemijeldquo student dobiva na temelju prethodnih elemenata kao i

položenog Završnog kolokvija koji prijavljuje putem ISVU sustava kao ispit

NAKON POKUSA OTPADNE KEMIKALIJE NE BACAJTE U IZLJEV VEĆ U ZA

TO PREDVIĐENE BOCE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 5

1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

Cilj vježbe upoznavanje s osnovnim laboratorijskim priborom i posuđem u kemijskom

laboratoriju način uporabe i namjena pribora i posuđa crtanje kemijskog

pribora i posuđa

Ključne riječi Pribor i posuđe u kemijskom laboratoriju od stakla (običnog i kemijskog) metala i

porculana ndash nazivi rukovanje uporaba crtanje

11 Laboratorijski pribor i suđe

Pribor

Postupak izvođenja pokusa

UVIJEK NOSITE ZAŠTITNE

NAOČALE DOK IZVODITE POKUS

G Pavlović Praktikum opće kemije | 6

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Opišite u obliku referata mjere zaštite i temeljna pravila laboratorijskog rada (opširno)

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Nacrtajte navedite naziv i uporabu pribora i posuđa od a) običnog stakla b) kemijskog stakla

2 Nacrtajte navedite naziv i uporabu porculanskog pribora i posuđa

3 Nacrtajte navedite naziv i uporabu metalnog pribora i posuđa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 7

12 Rad s plamenikom

Cilj vježbe upoznavanje s vrstama plamenika i vrstama plamena rad s plamenikom zemni plin

Ključne riječi vrste plamenika način rada s plamenikom vrste plamena ndash oksidacijska i redukcijska

zona

Pribor

Kemikalije

Postupak izvođenja pokusa

1 Proučimo osnovne dijelove plamenika

2 Plamenik upalimo tako da otvorimo dovod plina Prethodno provjerimo je li dovod zraka zatvoren

3 Uočavamo vrstu plamena koju nazivamo čađavi plamen

4 Dovodom plina reguliramo različite visine plamena

5 Otvaranjem dovoda zraka dobijemo šušteći plamen

6 Smanjimo visinu plamena Tvrđi papir (ili karton) stavimo okomito u plamen na nekoliko sekundi

Karton ne smije gorjeti Promatramo što se zbiva

7 Drugi karton stavimo u plamen horizontalno Promatramo što se zbiva

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Nacrtajte Bunsenov plamenik i navedite osnovne dijelove

2 Što je redukcijska a što oksidacijska zona plamena

3 Što je zemni plin po kemijskom sastavu

4 Koje temperature zagrijavanja možemo postići plamenicima

5 Što je vodena kupelj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Objasnite pojavu uskakanja plamena i objasnite kako se ona može spriječiti

2 Objasnite u čemu se razlikuju pojedine vrste plamenika

3 U kojoj zoni plamena se postiže najviša temperatura

4 Nacrtajte vodenu kupelj

G Pavlović Praktikum opće kemije | 8

13 Osnovne skupine anorganskih spojeva kiseline baze i soli

Cilj vježbe upoznavanje s glavnim skupinama anorganskih spojeva (odabrane

najvažnije kiseline i baze u laboratorijskoj praksi) kiselinama bazama

solima i njihovim svojstvima

Ključne riječi kiseline baze kiselo-bazne teorije soli hidroliza soli indikatori

određivanje vrijednosti pH i pOH

131 Sumporna kiselina H2SO4

Pribor čaša od 50 mL porculanska zdjelica kapaljka plastična žlica

Kemikalije koncentrirana H2SO4 šećer otopina fenolftaleina otopina metiloranža

Postupak izvođenja pokusa

1 S naljepnice na boci koncentrirane sumporne kiseline ispišite osnovne fizikalne veličine vezane uz

tu kiselinu

2 Ulijte u čašu od 50 mL u digestoru malo konc sumporne kiseline iz originalne boce Kako biste

opisali koncentriranu sumpornu kiselinu

3 Stavite u porculansku zdjelicu malo šećera plastičnom žlicom i dodajte par kapi konc sumporne

kiseline kapaljkom iz čaše sa sumpornom kiselinom

4 Promatrajte i zabilježite zapažanja Kakve promjene uočavate O kojem važnom svojstvu sumporne

kiseline se tu radi

5 Odlijte malo sumporne kiseline u dvije čaše U jednu kapnite kap fenolftaleina a u drugu kap

metiloranža Zabilježite opažanja

pH = 7 pH = 10 pH = 32 pH = 88

fenolftalein metiloranž

G Pavlović Praktikum opće kemije | 9

132 Natrijeva lužina NaOH

Pribor porculanska zdjelica kapaljka

Kemikalije NaOH (u granulama)

Postupak izvođenja pokusa

1 Na porculansku zdjelicu stavite nekoliko granula NaOH Zabilježite opažanja O kojem svojstvu se

tu radi

133 Određivanje vrijednosti pH indikatorima

Pribor stalak s epruvetama univerzalni indikatorski papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3 c(NH3)=01 mol dm3

c(Ca(OH)2)=01 mol dm3 c(H3PO4)=01 mol dm3 c(NaCl)=01 mol dm3 c(CH3COOH)= 01 mol dm3

c(CH3COONa)= 01 mol dm3 c(CH3COONH4)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina otopina metiloranža

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte po 2 mL određene otopine u tri epruvete i u svakoj odredite indikatorima vrijednost pH

Zabilježite promjene boje indikatora

2 Ponovite postupak za svaku otopinu iz tablice Sve otopine su jednake koncentracije Zabilježite

opažanja u zadanu Tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

Boja metiloranža

Boja fenolftaleina

pH

HCl

H2SO4

NaOH

NH3(aq)

Ca(OH)2

H3PO4

NaCl

CH3COOH

CH3COONa

CH3COONH4

G Pavlović Praktikum opće kemije | 10

134 Određivanje vrijednosti pH otopine nastale miješanjem otopina različite koncentracije

Pribor univerzalni indikatorski papir čaša od 50 mL menzura stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH)=02 mol dm3 c(NaOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite vrijednosti pH polaznih otopina univerzalnim indikatorskim papirom

2 Pomiješajte u čaši od 50 mL 10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 i

10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3

3 Procijenite vrijednost pH konačne otopine nakon miješanja u čaši (stakleni štapić)

4 Zabilježite vrijednosti i opažanja je li se vrijednost pH promijenila

135 Usporedba vrijednosti pH dviju kiselina Utjecaj koncentracije kiseline na vrijednost pH

Pribor univerzalni indikatorski papir dvije čaše od 50 mL menzura od 5 mL

Kemikalije c(H2SO4)=01 mol dm3 c(CH3COOH)=01 mol dm3 c(H2SO4)=001 mol dm3

c(CH3COOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite univerzalnim indikatorskim papirom je li kiselija otopina sumporne ili octene (etanske)

kiseline ako ste u dvije čaše od 50 mL odlili jednake volumene (5 mL menzure) svake od tih otopina

jednakih koncentracija c = 01 mol dm3 Što zaključujete

2 Ponovite pokus s 10 puta nižim koncentracijama kiselina Što zaključujete

14 Kemikalije u kućanstvu i neka njihova svojstva

Cilj vježbe Upoznavanje s kiselošću odnosno bazičnošću uobičajenih kemikalija koje

rabimo u kućanstvu tumačenje vrijednosti pH na temelju njihova kemijskog

sastava računanje pH i pOH vrijednosti

Ključne riječi kiseline baze soli indikatori određivanje vrijednosti pH

Pribor univerzalni indikatorski papir epruveta (7 kom) pinceta žlica

Kemikalije različiti uzorci kemikalija koje koristimo u kućanstvu (limunska kiselina ocat prašak za

pecivo soda bikarbona neka sredstva za čišćenje na bazi amonijaka bdquoVarikinaldquo Epsomova sol

MgSO4 middot7H2O)

Postupak izvođenja pokusa Univerzalnim indikatorskim papirom odredite vrijednosti pH otopina

različitih uzoraka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 11

Zapažanja zabilježite u tablicu (u vašim Dnevnicima rada)

uzorak boja univerzalnog

indikatorskog papira

pH pOH

Pitanja i zadaci (za vježbu 13 i 14)

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što su kiseline Navedite nekoliko anorganskih kiselina kemijskom formulom i nazivom

2 Što su baze Koja je razlika između baza hidroksida i lužina

3 Navedite kemijskom formulom i nazivom sve alkalijske i zemnoalkalijske hidrokside

4 Koje kiselo-bazne teorije poznajete Obrazložite ih u nekoliko rečenica i navedite primjere

5 Što su soli Navedite formulama i nazivom sve natrijeve halogenide

6 Što je hidroliza soli Odgovor potkrijepite primjerima

7 Dopunite tablicu

Vrsta soli Primjer Ion podložan

hidrolizi

pH otopine

kation jake baze anion jake kiseline niti jedan asymp 7

KNO2 CH3COONa

kation slabe baze anion jake kiseline lt 7

kation slabe baze anion slabe

kiseline

Ka gt Kb pH lt 7

Kalt Kb pH gt 7

Ka asymp Kb pH asymp 7

8 Napišite uravnotežene kemijske jednadžbe za reakcije navedene riječima

a) sumporna kiselina + kalijev hidroksid kalijev hidrogensulfat + voda

b) ugljična kiselina + natrijev hidroksid natrijev karbonat + voda

c) ugljikov dioksid + voda ugljična kiselina

d) kalcijev hidroksid + fosforna kiselina kalcijev hidrogenfosfat + voda

e) klorovodik + voda klorovodična kiselina

9 Što je pH Što je pOH Napišite izraze koji povezuju pH i pOH

G Pavlović Praktikum opće kemije | 12

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Navedite po nekoliko rečenica koja opisuju svojstva osnovnih kiselina i baza koje koristimo u

kemijskom laboratoriju

a) sumporne

b) klorovodične (kloridne)

c) dušične

d) natrijeve i kalijeve lužine

2 Za svaku od kiselina baza i soli u Tablici (uz pokus 133) napišite jednadžbu disocijacije u vodi Za

višeprotonske kiseline napišite sve stupnjeve disocijacije

3 Dopunite sljedeću tablicu

otopina pH pOH [H+] mol dm3 [OH] mol dm3 kiselobazično

neutralno

A 688

B 84middot1014

C 311

D 10middot107

4 Navedite kemijske formule i nazive aniona kiselinskog ostatka navedenih kiselina

A klorovodična

B sumporovodična

C bromovodična

D cijanovodična

E hipoklorasta

F dušikasta

G dušična

5 Miješanjem 500 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 (otopina A) i

200 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3 (otopina B) dobivena je treća otopina

C Izračunajte i odgovorite

a) Kolika je množinska koncentracija otopine C

b) Koliki je pH otopine C

c) Koliki je pOH otopine A

d) Kolika je masena koncentracija otopine B ako joj dodamo pola litre destilirane vode

e) Koliko mola klorovodične kiseline treba dodati u otopinu A da bi sav natrijev hidroksid izreagirao

Napišite jednadžbu reakcije Koliki je pH nastale otopine

Kemijska formula

kiseline

Naziv aniona

kiselinskog ostatka

A

B

C

D

E

F

G

G Pavlović Praktikum opće kemije | 13

6 Napišite formulama sljedeće spojeve

a) amonijev sulfit ____________________________

b) aluminijev fosfat ____________________________

c) perklorna kiselina ____________________________

d) željezov sulfat heptahidrat _______________________

e) natrijev nitrit ____________________________

7 Navedite nazive sljedećih spojeva

a) AgCl __________________________________

b) BaSO4 ___________________________________________________

c) Cu(NO3)2 ___________________________________________________

d) HClO __________________________________

e) Na2S __________________________________

8 Neutralizacijom koje kiseline i baze nastaju navedene soli Podastrite kemijske jednadžbe

a) KCl __________________________________________________________

b) K3PO4 _______________________________________________________________________________________

c) Ca(CN)2 _______________________________________________________________________________________

d) NH4NO3 _______________________________________________________________________________________

e) CaSO4 _______________________________________________________________________________________

9 Kolika je vrijednost pH vodene otopine klorovodične kiseline koncentracije

0010 mol dm3

10 Kolika je vrijednost pH vodene otopine NaOH čija je koncentracija 0050 mol dm3

11 Koliki je pH vode pri 37 C ako je pri toj temperaturi ionski produkt vode

25 1014 mol2 dm6

12 Izračunajte masenu i množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako 500 mL otopine sadržava

048 mol kiseline

13 Na slici je prikazana naljepnica s boce koncentrirane dušične (nitratne) kiseline Koje sve informacije

možete pročitati s naljepnice Koje su to fizikalne veličine i njihove mjerne jedinice

14 Napišite nazivom i kemijskom formulom spojeve koji se spominju u pokusu 14

15 Napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine __________________________________________

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida __________________________________________

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine _______________________________________________

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida __________________________________________

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida ____________________________________________

Naziv

fizikalne

veličine

Simbol

fizikalne

veličine

Mjerna

jedinica

G Pavlović Praktikum opće kemije | 14

16 Zadan je amonijev kation Napišite formule amonijevih soli ako su zadani sljedeći anioni

kiselinskog ostatka

a) sulfidni b) acetatni c) hidrogensulfatni d) kromatni e) hidrogenkarbonatni

f) perkloratni

17 Koliki je pH otopine kalijeve lužine množinske koncentracije 00347 mol dm3

18 Koliko puta se promijeni koncentracija hidroksidnih iona u nekoj otopini ako se njena vrijednost

pOH promijeni s 2 na 4

19 Koliko grama natrijeve lužine je potrebno za pripravu 546 mL otopine čiji je pH = 98

G Pavlović Praktikum opće kemije | 15

2 Vrste kemijskih reakcija

21 Fizikalne i kemijske promjene

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije otopina limunske kiseline otopina NaHCO3

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 10 mL (menzura) otopine limunske kiseline Izvažite na digitalnoj tehničkoj vagi

2 Izvažite na istoj vagi zasebno sodu-bikarbonu (uporabom papirnate lađice) koju ste dodali sa vrha

žličice

3 Zbrojite mase izvagane epruvete s otopinom limunske kiseline i masu sode-bikarbone

4 Dodajte sodu-bikarbonu u epruvetu s limunskom kiselinom tako da je istresete s papirnate lađice

5 Zabilježite opažanja i objasnite pojavu pjenjenja

6 Nakon prestanka pjenjenja ponovo izvažite epruvetu i sadržaj u njoj

7 Objasnite opažanja o promjeni mase prije i poslije dodavanja sode-bikarbone

8 Objasnite o kakvoj se pojavi radi fizikalnoj ili kemijskoj

22 Taloženje (precipitacija) srebrova klorida

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 2 mL otopine HCl

2 Dodajte 2 mL otopine AgNO3

3 Zabilježite opažanja Što je po kemijskom sastavu nastali bijeli talog Što je ostalo u otopini Opišite

promjene kemijskom jednadžbom

Cilj vježbe Razlikovati kemijsku i fizikalnu promjenu prepoznati i objasniti osnovne

vrste kemijskih reakcija

Ključne riječi Fizikalna promjena kemijska reakcija vrste kemijskih reakcija ndashdefinicije i

primjeri (neutralizacija taloženje redoks reakcije reakcije kompleksiranja)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 16

23 Neutralizacija 231 Neutralizacija klorovodične kiseline amonijakom

Pribor dva satna stakla

Kemikalije koncentrirana HCl koncentrirane otopine NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Radite u digestoru Na predmetno stakalce dodajte par kapi otopine konc klorovodične kiseline

2 Na drugo predmetno stakalce dodajte par kapi koncentrirane otopine amonijaka

3 Približite satna stakalca i promatrajte što se zbiva

4 Opažene pojave potkrijepite kemijskom jednadžbom

232 Neutralizacije natrijeve lužine sumpornom kiselinom

Pribor pipeta čaša od 50 mL stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH) = 01 mol dm3 c(H2SO4) = 01 mol dm3 otopina fenolftaleina w (BaCl2) = 5

Postupak izvođenja pokusa

1 Pipetom točno izmjerite volumen od 5 mL otopine natrijeva hidroksida zadane množinske

koncentracije i prebacite ga u čašu od 50 mL

2 Dodajte kap fenolftaleina Zabilježite promjenu boje

3 Izračunajte koliko mL otopine sumporne kiseline morate otpipetirati za neutralizaciju otopine

natrijeva hidroksida ako je koncentracija sumporne kiseline dvostruko veća od koncentracije otopine

natrijeva hidroksida

4 Otpipetirajte u čašu s otopinom natrijeva hidroksida izračunate mL sumporne kiseline

5 Promiješajte sadržaj u čaši staklenim štapićem Zabilježite opažanja

6 Napišite kemijsku jednadžbu reakcije O kojoj vrsti reakcije je riječ

7 Dodajte u čašu par kapi otopine barijeva klorida

8 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom Prisutnost kojih iona ste dokazali s

otopinom barijeva klorida

G Pavlović Praktikum opće kemije | 17

24 Reakcije oksidacije i redukcije 241 Oksidacijsko djelovanje kalijeva permanaganata u kiselim i lužnatim otopinama

Pribor stalak s epruvetama

Kemikalije c(KMnO4)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3

c(Na2SO3)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Razdijelite oko 30 mL otopine kalijeva permanganata u tri epruvete Uočite boju otopine

2 U prvu epruvetu ulijte 1-2 mL otopine sumporne kiseline u drugu 1-2 mL destilirane vode a u treću

1-2 ml otopine natrijeva hidroksida Uočite da ne dolazi do promjene boje u epruvetama

3 U svaku od triju epruveta dodajte po 05 -1 mL otopine kalijeva (ili natrijeva) sulfita

4 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskim jednadžbama

242 Reakcija otopine modre galice i aluminija

Pribor čaša od 50 mL menzura aluminijska folija

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte 20 mL otopine modre galice zadane koncentracije

2 Komadić aluminijske folije stavite u čašu

3 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom

243 Reakcija bakra i otopine srebrova nitrata

Pribor bakrena žica (ili bakrene strugotine) čaša menzura

Kemikalije w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Komadić bakrene žice (koji možete oblikovati u različite oblike) stavite u veću čašu u koju ste ulili

oko 20 mL otopine srebrova nitrata

2 Dolazi li do kemijske reakcije Što opažate Odgovor potkrijepite kemijskom jednadžbom

G Pavlović Praktikum opće kemije | 18

25 Reakcije nastajanja kompleksa 251 Kompleksi bakra

Pribor stalak s epruvetama kapaljka

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3 koncentrirana HCl koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Epruvetu napunite do trećine s otopinom modre galice (c = 1 mol L1)

2 Laganim dokapavanjem uz stijenku epruvete dodajte 2 ndash 3 mL konc klorovodične kiseline

3 Kapalicom pažljivo sadržaj epruvete nadslojite s 1 - 2 mL konc otopine amonijaka

4 Dobili ste tri različito obojena sloja Jednadžbama opišite koji su kompleksi nastali u svakom sloju

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Definirajte Lavoisierov zakon o održanju mase i objasnite ga

2 Kemijske reakcije u kojima nastaju soli su mnogobrojne Za svaku vrstu reakcije jednadžbom navedite primjer

1) izravna sinteza iz elemenata

2) reakcija metala i kiseline ndash nastaje sol i plin vodik

3) reakcija metalnog oksida i kiseline ndash nastaje sol i voda

4) neutralizacija obuhvaća

ndash reakciju baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida kiseline i baze pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i anhidrida kiseline pri čemu nastaje sol

5) reakcija izmjene iona ndash dvije soli otopljene u vodi daju dvije nove soli pri čemu je jedna topljiva a

druga vrlo slabo topljiva u vodi (taloži)

6) reakcije bdquoistiskivanjardquo

ndash sol1 + jača kiselina sol2 + anhidrid slabije kiseline + voda

ndash sol1 + jača baza sol2 + slabija baza

3 Od navedenih spojeva izdvojite baze

a) CH3COOH(aq) b) H3PO4(aq) c) H2CO3(aq) d) HCl(aq) e) NaOH(aq) f) Na2SO4(s) g) Al(OH)3(s)

4 Od navedenih spojeva izdvojite kiseline

a) H3BO3(aq) b) NH3(aq) c) KCl(s) d) H2S(aq) e) CuSO4(s) f) HF(g) g) HClO(aq)

5 Navedenim spojevima napišite kemijske

formule i izdvojite soli

a) modra galica

b) vapnenac

c) zemni plin

d) magnezijevo mlijeko (magnezijev

hidroksid)

e) vitriolno ulje (konc sumporna kiselina)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 19

f) kalcijev fosfat

6 U ionskom obliku napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida

8 Koji niz sadrži neispravno napisane formule soli

a) NH4Cl FeCl2 FeCl3 K2SO4

b) (NH4)3PO4 Ag2CrO4 KI KClO

c) ZnI2 AgSCN Ca3(PO4)2 NaHCO3

d) FeCO3 MnSO4 BeCl3 AlF3

9 Koja reakcija predstavlja reakciju taloženja

a) CaCO3 rarr CaO + CO2

b) HCl + KOH rarr H2O + KCl

c) Na2S + Ni(NO3)2 rarr NiS + 2NaNO3

d) Zn + CuCl2 rarr ZnCl2 + Cu

10 Za navedenu kemijsku reakciju odgovorite

2KMnO4(s)+ 16HCl(l) rarr 5Cl2(g)+ 2KCl (aq)+ 2MnCl2(aq)+ 8H2O(l)

a) Što je oksidans b) Što je reducens c) Što se oksidiralo d) Što se reduciralo

11 Napiši jednadžbe reakcija dvostruke izmjene (uz naznačivanje agregacijskih stanja)

a) srebrov nitrat + klorovodična kiselina

b) barijev klorid + sumporna kiselina

c) bakrov(II) sulfat + natrijev sulfid

d) natrijev klorid + sumporna kiselina

e) srebrov(I) nitrat + natrijev sulfat

f) aluminijev klorid + natrijev hidroksid

12 Što su kompleksni spojevi

13 Objasnite zašto je modra galica kompleksni spoj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe 1 Je li gorenje svijeće kemijska ili fizikalna pojava Objasnite

2 Navedite nekoliko fizikalnih pojava vezanih uz promjenu agregacijskih stanja tvari Objasnite zašto su to

fizikalne promjene

3 Dopunite tablicu

Naziv fazne

pretvorbe

Opis

fazne pretvorbe

Opis pretvorbe

jednadžbom

(X = tvar)

Oznake za faznu

pretvorbu

taljenje čvrsto tekuće X(s) X(l) l

s Δfus

isparavanje

sublimacija

očvršćivanje

kondenzacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 4: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 4

UPUTE ZA RAD U PRAKTIKUMU

1 Za rad u Praktikumu opće kemije studentu su potrebni bijela pamučna kuta (dužine preko koljena

s prednjim kopčanjem dugih rukava) 2 pamučne krpe pinceta upaljač kalkulator i pribor za pisanje

škare (po želji deterdžent za ruke i ubrus)

2 Student treba imati Laboratorijski dnevnik (s kvadratićima poželjno A5 formata) i u

registrator(kolegij blok) uvezane Referate (izvještaje) pojedinih vježbi (vidi Prilog 1) Dodatnu

literaturu dobiva na zahtjev od nastavnika (ili ako on odredi od tehničarke)

3 Domaće zadaće (Pitanja prije kolokvija) student piše na zasebnim u spiralno uvezanim listovima i

predaje u vrijeme održavanja ulaznih kolokvija predmetnom nastavniku na pregled

4 Student treba provoditi mjere osobne zaštite Dugu kosu potrebno je svezati u rep i dignuti Student

u laboratorijskom stolu ima zaštitne naočale koje je dužan nositi cijelo vrijeme izvođenja pokusa Po

potrebi student može koristiti vlastite zaštitne rukavice Student ne smije napuštati svoj radni stol i

mjesto tijekom izvođenja pokusa U laboratoriju je zabranjeno pušenje te konzumiranje hrane i pića Za

vrijeme laboratorijske nastave nema korištenja mobitela (iznimka mobiteli se mogu rabiti kao

kalkulatori i za mjerenje vremena)

5 Studenti su dužni pridržavati se mjera opreza i zaštite na radu prilikom rada u kemijskom

laboratoriju Te mjere su vidljivo istaknute u samom laboratoriju

6 Na početku rada u Praktikumu student provjerava stanje u svom radnom stolu (putem Inventarskog

lista koji potpisuje) i prijavljuje eventualni nestali iili razbijeni pribor (posuđe) ispunjavanjem za to

predviđenog reversa koji predaje tehničarki Student koristi samo kemikalije i pribor (posuđe)

namijenjeno Praktikumu opće kemije a koje se nalazi u radnom stolu ili na zajedničkoj polici

Kemikalije kojih nema na zajedničkoj polici i pribor kojeg nema u stolu student dobiva od tehničarke

7 Po završetku rada u Praktikumu student ostavlja čisto i pospremljeno radno mjesto i radni stol kojeg

provjerava tehničarka O posuđu i priboru koji je razbio ili oštetio tijekom izvođenja pokusa student

je dužan izvijestiti tehničarku i to evidentirati reversom

8 Dežurni studenti (koje odredi nastavnik) provjeravaju plinske i vodovodne instalacije i čistoću

radnih stolova te o tome izvješćuju tehničarku i zadnji napuštaju Laboratorij

9 Student u praktikumu izvodi vježbe samostalno pa se za istu mora prethodno pripremiti što se

provjerava na ulaznim kolokvijima Pri tom koristi skripta i drugu literaturu U praktikumu se ocjenjuje

prvenstveno studentovo razumijevanje vježbe pripremljenost zalaganje urednost i pisanje domaćih

zadaća i referata

10 Ocjenu iz kolegija bdquoPraktikum opće kemijeldquo student dobiva na temelju prethodnih elemenata kao i

položenog Završnog kolokvija koji prijavljuje putem ISVU sustava kao ispit

NAKON POKUSA OTPADNE KEMIKALIJE NE BACAJTE U IZLJEV VEĆ U ZA

TO PREDVIĐENE BOCE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 5

1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

Cilj vježbe upoznavanje s osnovnim laboratorijskim priborom i posuđem u kemijskom

laboratoriju način uporabe i namjena pribora i posuđa crtanje kemijskog

pribora i posuđa

Ključne riječi Pribor i posuđe u kemijskom laboratoriju od stakla (običnog i kemijskog) metala i

porculana ndash nazivi rukovanje uporaba crtanje

11 Laboratorijski pribor i suđe

Pribor

Postupak izvođenja pokusa

UVIJEK NOSITE ZAŠTITNE

NAOČALE DOK IZVODITE POKUS

G Pavlović Praktikum opće kemije | 6

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Opišite u obliku referata mjere zaštite i temeljna pravila laboratorijskog rada (opširno)

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Nacrtajte navedite naziv i uporabu pribora i posuđa od a) običnog stakla b) kemijskog stakla

2 Nacrtajte navedite naziv i uporabu porculanskog pribora i posuđa

3 Nacrtajte navedite naziv i uporabu metalnog pribora i posuđa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 7

12 Rad s plamenikom

Cilj vježbe upoznavanje s vrstama plamenika i vrstama plamena rad s plamenikom zemni plin

Ključne riječi vrste plamenika način rada s plamenikom vrste plamena ndash oksidacijska i redukcijska

zona

Pribor

Kemikalije

Postupak izvođenja pokusa

1 Proučimo osnovne dijelove plamenika

2 Plamenik upalimo tako da otvorimo dovod plina Prethodno provjerimo je li dovod zraka zatvoren

3 Uočavamo vrstu plamena koju nazivamo čađavi plamen

4 Dovodom plina reguliramo različite visine plamena

5 Otvaranjem dovoda zraka dobijemo šušteći plamen

6 Smanjimo visinu plamena Tvrđi papir (ili karton) stavimo okomito u plamen na nekoliko sekundi

Karton ne smije gorjeti Promatramo što se zbiva

7 Drugi karton stavimo u plamen horizontalno Promatramo što se zbiva

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Nacrtajte Bunsenov plamenik i navedite osnovne dijelove

2 Što je redukcijska a što oksidacijska zona plamena

3 Što je zemni plin po kemijskom sastavu

4 Koje temperature zagrijavanja možemo postići plamenicima

5 Što je vodena kupelj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Objasnite pojavu uskakanja plamena i objasnite kako se ona može spriječiti

2 Objasnite u čemu se razlikuju pojedine vrste plamenika

3 U kojoj zoni plamena se postiže najviša temperatura

4 Nacrtajte vodenu kupelj

G Pavlović Praktikum opće kemije | 8

13 Osnovne skupine anorganskih spojeva kiseline baze i soli

Cilj vježbe upoznavanje s glavnim skupinama anorganskih spojeva (odabrane

najvažnije kiseline i baze u laboratorijskoj praksi) kiselinama bazama

solima i njihovim svojstvima

Ključne riječi kiseline baze kiselo-bazne teorije soli hidroliza soli indikatori

određivanje vrijednosti pH i pOH

131 Sumporna kiselina H2SO4

Pribor čaša od 50 mL porculanska zdjelica kapaljka plastična žlica

Kemikalije koncentrirana H2SO4 šećer otopina fenolftaleina otopina metiloranža

Postupak izvođenja pokusa

1 S naljepnice na boci koncentrirane sumporne kiseline ispišite osnovne fizikalne veličine vezane uz

tu kiselinu

2 Ulijte u čašu od 50 mL u digestoru malo konc sumporne kiseline iz originalne boce Kako biste

opisali koncentriranu sumpornu kiselinu

3 Stavite u porculansku zdjelicu malo šećera plastičnom žlicom i dodajte par kapi konc sumporne

kiseline kapaljkom iz čaše sa sumpornom kiselinom

4 Promatrajte i zabilježite zapažanja Kakve promjene uočavate O kojem važnom svojstvu sumporne

kiseline se tu radi

5 Odlijte malo sumporne kiseline u dvije čaše U jednu kapnite kap fenolftaleina a u drugu kap

metiloranža Zabilježite opažanja

pH = 7 pH = 10 pH = 32 pH = 88

fenolftalein metiloranž

G Pavlović Praktikum opće kemije | 9

132 Natrijeva lužina NaOH

Pribor porculanska zdjelica kapaljka

Kemikalije NaOH (u granulama)

Postupak izvođenja pokusa

1 Na porculansku zdjelicu stavite nekoliko granula NaOH Zabilježite opažanja O kojem svojstvu se

tu radi

133 Određivanje vrijednosti pH indikatorima

Pribor stalak s epruvetama univerzalni indikatorski papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3 c(NH3)=01 mol dm3

c(Ca(OH)2)=01 mol dm3 c(H3PO4)=01 mol dm3 c(NaCl)=01 mol dm3 c(CH3COOH)= 01 mol dm3

c(CH3COONa)= 01 mol dm3 c(CH3COONH4)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina otopina metiloranža

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte po 2 mL određene otopine u tri epruvete i u svakoj odredite indikatorima vrijednost pH

Zabilježite promjene boje indikatora

2 Ponovite postupak za svaku otopinu iz tablice Sve otopine su jednake koncentracije Zabilježite

opažanja u zadanu Tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

Boja metiloranža

Boja fenolftaleina

pH

HCl

H2SO4

NaOH

NH3(aq)

Ca(OH)2

H3PO4

NaCl

CH3COOH

CH3COONa

CH3COONH4

G Pavlović Praktikum opće kemije | 10

134 Određivanje vrijednosti pH otopine nastale miješanjem otopina različite koncentracije

Pribor univerzalni indikatorski papir čaša od 50 mL menzura stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH)=02 mol dm3 c(NaOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite vrijednosti pH polaznih otopina univerzalnim indikatorskim papirom

2 Pomiješajte u čaši od 50 mL 10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 i

10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3

3 Procijenite vrijednost pH konačne otopine nakon miješanja u čaši (stakleni štapić)

4 Zabilježite vrijednosti i opažanja je li se vrijednost pH promijenila

135 Usporedba vrijednosti pH dviju kiselina Utjecaj koncentracije kiseline na vrijednost pH

Pribor univerzalni indikatorski papir dvije čaše od 50 mL menzura od 5 mL

Kemikalije c(H2SO4)=01 mol dm3 c(CH3COOH)=01 mol dm3 c(H2SO4)=001 mol dm3

c(CH3COOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite univerzalnim indikatorskim papirom je li kiselija otopina sumporne ili octene (etanske)

kiseline ako ste u dvije čaše od 50 mL odlili jednake volumene (5 mL menzure) svake od tih otopina

jednakih koncentracija c = 01 mol dm3 Što zaključujete

2 Ponovite pokus s 10 puta nižim koncentracijama kiselina Što zaključujete

14 Kemikalije u kućanstvu i neka njihova svojstva

Cilj vježbe Upoznavanje s kiselošću odnosno bazičnošću uobičajenih kemikalija koje

rabimo u kućanstvu tumačenje vrijednosti pH na temelju njihova kemijskog

sastava računanje pH i pOH vrijednosti

Ključne riječi kiseline baze soli indikatori određivanje vrijednosti pH

Pribor univerzalni indikatorski papir epruveta (7 kom) pinceta žlica

Kemikalije različiti uzorci kemikalija koje koristimo u kućanstvu (limunska kiselina ocat prašak za

pecivo soda bikarbona neka sredstva za čišćenje na bazi amonijaka bdquoVarikinaldquo Epsomova sol

MgSO4 middot7H2O)

Postupak izvođenja pokusa Univerzalnim indikatorskim papirom odredite vrijednosti pH otopina

različitih uzoraka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 11

Zapažanja zabilježite u tablicu (u vašim Dnevnicima rada)

uzorak boja univerzalnog

indikatorskog papira

pH pOH

Pitanja i zadaci (za vježbu 13 i 14)

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što su kiseline Navedite nekoliko anorganskih kiselina kemijskom formulom i nazivom

2 Što su baze Koja je razlika između baza hidroksida i lužina

3 Navedite kemijskom formulom i nazivom sve alkalijske i zemnoalkalijske hidrokside

4 Koje kiselo-bazne teorije poznajete Obrazložite ih u nekoliko rečenica i navedite primjere

5 Što su soli Navedite formulama i nazivom sve natrijeve halogenide

6 Što je hidroliza soli Odgovor potkrijepite primjerima

7 Dopunite tablicu

Vrsta soli Primjer Ion podložan

hidrolizi

pH otopine

kation jake baze anion jake kiseline niti jedan asymp 7

KNO2 CH3COONa

kation slabe baze anion jake kiseline lt 7

kation slabe baze anion slabe

kiseline

Ka gt Kb pH lt 7

Kalt Kb pH gt 7

Ka asymp Kb pH asymp 7

8 Napišite uravnotežene kemijske jednadžbe za reakcije navedene riječima

a) sumporna kiselina + kalijev hidroksid kalijev hidrogensulfat + voda

b) ugljična kiselina + natrijev hidroksid natrijev karbonat + voda

c) ugljikov dioksid + voda ugljična kiselina

d) kalcijev hidroksid + fosforna kiselina kalcijev hidrogenfosfat + voda

e) klorovodik + voda klorovodična kiselina

9 Što je pH Što je pOH Napišite izraze koji povezuju pH i pOH

G Pavlović Praktikum opće kemije | 12

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Navedite po nekoliko rečenica koja opisuju svojstva osnovnih kiselina i baza koje koristimo u

kemijskom laboratoriju

a) sumporne

b) klorovodične (kloridne)

c) dušične

d) natrijeve i kalijeve lužine

2 Za svaku od kiselina baza i soli u Tablici (uz pokus 133) napišite jednadžbu disocijacije u vodi Za

višeprotonske kiseline napišite sve stupnjeve disocijacije

3 Dopunite sljedeću tablicu

otopina pH pOH [H+] mol dm3 [OH] mol dm3 kiselobazično

neutralno

A 688

B 84middot1014

C 311

D 10middot107

4 Navedite kemijske formule i nazive aniona kiselinskog ostatka navedenih kiselina

A klorovodična

B sumporovodična

C bromovodična

D cijanovodična

E hipoklorasta

F dušikasta

G dušična

5 Miješanjem 500 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 (otopina A) i

200 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3 (otopina B) dobivena je treća otopina

C Izračunajte i odgovorite

a) Kolika je množinska koncentracija otopine C

b) Koliki je pH otopine C

c) Koliki je pOH otopine A

d) Kolika je masena koncentracija otopine B ako joj dodamo pola litre destilirane vode

e) Koliko mola klorovodične kiseline treba dodati u otopinu A da bi sav natrijev hidroksid izreagirao

Napišite jednadžbu reakcije Koliki je pH nastale otopine

Kemijska formula

kiseline

Naziv aniona

kiselinskog ostatka

A

B

C

D

E

F

G

G Pavlović Praktikum opće kemije | 13

6 Napišite formulama sljedeće spojeve

a) amonijev sulfit ____________________________

b) aluminijev fosfat ____________________________

c) perklorna kiselina ____________________________

d) željezov sulfat heptahidrat _______________________

e) natrijev nitrit ____________________________

7 Navedite nazive sljedećih spojeva

a) AgCl __________________________________

b) BaSO4 ___________________________________________________

c) Cu(NO3)2 ___________________________________________________

d) HClO __________________________________

e) Na2S __________________________________

8 Neutralizacijom koje kiseline i baze nastaju navedene soli Podastrite kemijske jednadžbe

a) KCl __________________________________________________________

b) K3PO4 _______________________________________________________________________________________

c) Ca(CN)2 _______________________________________________________________________________________

d) NH4NO3 _______________________________________________________________________________________

e) CaSO4 _______________________________________________________________________________________

9 Kolika je vrijednost pH vodene otopine klorovodične kiseline koncentracije

0010 mol dm3

10 Kolika je vrijednost pH vodene otopine NaOH čija je koncentracija 0050 mol dm3

11 Koliki je pH vode pri 37 C ako je pri toj temperaturi ionski produkt vode

25 1014 mol2 dm6

12 Izračunajte masenu i množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako 500 mL otopine sadržava

048 mol kiseline

13 Na slici je prikazana naljepnica s boce koncentrirane dušične (nitratne) kiseline Koje sve informacije

možete pročitati s naljepnice Koje su to fizikalne veličine i njihove mjerne jedinice

14 Napišite nazivom i kemijskom formulom spojeve koji se spominju u pokusu 14

15 Napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine __________________________________________

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida __________________________________________

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine _______________________________________________

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida __________________________________________

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida ____________________________________________

Naziv

fizikalne

veličine

Simbol

fizikalne

veličine

Mjerna

jedinica

G Pavlović Praktikum opće kemije | 14

16 Zadan je amonijev kation Napišite formule amonijevih soli ako su zadani sljedeći anioni

kiselinskog ostatka

a) sulfidni b) acetatni c) hidrogensulfatni d) kromatni e) hidrogenkarbonatni

f) perkloratni

17 Koliki je pH otopine kalijeve lužine množinske koncentracije 00347 mol dm3

18 Koliko puta se promijeni koncentracija hidroksidnih iona u nekoj otopini ako se njena vrijednost

pOH promijeni s 2 na 4

19 Koliko grama natrijeve lužine je potrebno za pripravu 546 mL otopine čiji je pH = 98

G Pavlović Praktikum opće kemije | 15

2 Vrste kemijskih reakcija

21 Fizikalne i kemijske promjene

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije otopina limunske kiseline otopina NaHCO3

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 10 mL (menzura) otopine limunske kiseline Izvažite na digitalnoj tehničkoj vagi

2 Izvažite na istoj vagi zasebno sodu-bikarbonu (uporabom papirnate lađice) koju ste dodali sa vrha

žličice

3 Zbrojite mase izvagane epruvete s otopinom limunske kiseline i masu sode-bikarbone

4 Dodajte sodu-bikarbonu u epruvetu s limunskom kiselinom tako da je istresete s papirnate lađice

5 Zabilježite opažanja i objasnite pojavu pjenjenja

6 Nakon prestanka pjenjenja ponovo izvažite epruvetu i sadržaj u njoj

7 Objasnite opažanja o promjeni mase prije i poslije dodavanja sode-bikarbone

8 Objasnite o kakvoj se pojavi radi fizikalnoj ili kemijskoj

22 Taloženje (precipitacija) srebrova klorida

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 2 mL otopine HCl

2 Dodajte 2 mL otopine AgNO3

3 Zabilježite opažanja Što je po kemijskom sastavu nastali bijeli talog Što je ostalo u otopini Opišite

promjene kemijskom jednadžbom

Cilj vježbe Razlikovati kemijsku i fizikalnu promjenu prepoznati i objasniti osnovne

vrste kemijskih reakcija

Ključne riječi Fizikalna promjena kemijska reakcija vrste kemijskih reakcija ndashdefinicije i

primjeri (neutralizacija taloženje redoks reakcije reakcije kompleksiranja)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 16

23 Neutralizacija 231 Neutralizacija klorovodične kiseline amonijakom

Pribor dva satna stakla

Kemikalije koncentrirana HCl koncentrirane otopine NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Radite u digestoru Na predmetno stakalce dodajte par kapi otopine konc klorovodične kiseline

2 Na drugo predmetno stakalce dodajte par kapi koncentrirane otopine amonijaka

3 Približite satna stakalca i promatrajte što se zbiva

4 Opažene pojave potkrijepite kemijskom jednadžbom

232 Neutralizacije natrijeve lužine sumpornom kiselinom

Pribor pipeta čaša od 50 mL stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH) = 01 mol dm3 c(H2SO4) = 01 mol dm3 otopina fenolftaleina w (BaCl2) = 5

Postupak izvođenja pokusa

1 Pipetom točno izmjerite volumen od 5 mL otopine natrijeva hidroksida zadane množinske

koncentracije i prebacite ga u čašu od 50 mL

2 Dodajte kap fenolftaleina Zabilježite promjenu boje

3 Izračunajte koliko mL otopine sumporne kiseline morate otpipetirati za neutralizaciju otopine

natrijeva hidroksida ako je koncentracija sumporne kiseline dvostruko veća od koncentracije otopine

natrijeva hidroksida

4 Otpipetirajte u čašu s otopinom natrijeva hidroksida izračunate mL sumporne kiseline

5 Promiješajte sadržaj u čaši staklenim štapićem Zabilježite opažanja

6 Napišite kemijsku jednadžbu reakcije O kojoj vrsti reakcije je riječ

7 Dodajte u čašu par kapi otopine barijeva klorida

8 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom Prisutnost kojih iona ste dokazali s

otopinom barijeva klorida

G Pavlović Praktikum opće kemije | 17

24 Reakcije oksidacije i redukcije 241 Oksidacijsko djelovanje kalijeva permanaganata u kiselim i lužnatim otopinama

Pribor stalak s epruvetama

Kemikalije c(KMnO4)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3

c(Na2SO3)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Razdijelite oko 30 mL otopine kalijeva permanganata u tri epruvete Uočite boju otopine

2 U prvu epruvetu ulijte 1-2 mL otopine sumporne kiseline u drugu 1-2 mL destilirane vode a u treću

1-2 ml otopine natrijeva hidroksida Uočite da ne dolazi do promjene boje u epruvetama

3 U svaku od triju epruveta dodajte po 05 -1 mL otopine kalijeva (ili natrijeva) sulfita

4 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskim jednadžbama

242 Reakcija otopine modre galice i aluminija

Pribor čaša od 50 mL menzura aluminijska folija

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte 20 mL otopine modre galice zadane koncentracije

2 Komadić aluminijske folije stavite u čašu

3 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom

243 Reakcija bakra i otopine srebrova nitrata

Pribor bakrena žica (ili bakrene strugotine) čaša menzura

Kemikalije w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Komadić bakrene žice (koji možete oblikovati u različite oblike) stavite u veću čašu u koju ste ulili

oko 20 mL otopine srebrova nitrata

2 Dolazi li do kemijske reakcije Što opažate Odgovor potkrijepite kemijskom jednadžbom

G Pavlović Praktikum opće kemije | 18

25 Reakcije nastajanja kompleksa 251 Kompleksi bakra

Pribor stalak s epruvetama kapaljka

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3 koncentrirana HCl koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Epruvetu napunite do trećine s otopinom modre galice (c = 1 mol L1)

2 Laganim dokapavanjem uz stijenku epruvete dodajte 2 ndash 3 mL konc klorovodične kiseline

3 Kapalicom pažljivo sadržaj epruvete nadslojite s 1 - 2 mL konc otopine amonijaka

4 Dobili ste tri različito obojena sloja Jednadžbama opišite koji su kompleksi nastali u svakom sloju

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Definirajte Lavoisierov zakon o održanju mase i objasnite ga

2 Kemijske reakcije u kojima nastaju soli su mnogobrojne Za svaku vrstu reakcije jednadžbom navedite primjer

1) izravna sinteza iz elemenata

2) reakcija metala i kiseline ndash nastaje sol i plin vodik

3) reakcija metalnog oksida i kiseline ndash nastaje sol i voda

4) neutralizacija obuhvaća

ndash reakciju baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida kiseline i baze pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i anhidrida kiseline pri čemu nastaje sol

5) reakcija izmjene iona ndash dvije soli otopljene u vodi daju dvije nove soli pri čemu je jedna topljiva a

druga vrlo slabo topljiva u vodi (taloži)

6) reakcije bdquoistiskivanjardquo

ndash sol1 + jača kiselina sol2 + anhidrid slabije kiseline + voda

ndash sol1 + jača baza sol2 + slabija baza

3 Od navedenih spojeva izdvojite baze

a) CH3COOH(aq) b) H3PO4(aq) c) H2CO3(aq) d) HCl(aq) e) NaOH(aq) f) Na2SO4(s) g) Al(OH)3(s)

4 Od navedenih spojeva izdvojite kiseline

a) H3BO3(aq) b) NH3(aq) c) KCl(s) d) H2S(aq) e) CuSO4(s) f) HF(g) g) HClO(aq)

5 Navedenim spojevima napišite kemijske

formule i izdvojite soli

a) modra galica

b) vapnenac

c) zemni plin

d) magnezijevo mlijeko (magnezijev

hidroksid)

e) vitriolno ulje (konc sumporna kiselina)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 19

f) kalcijev fosfat

6 U ionskom obliku napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida

8 Koji niz sadrži neispravno napisane formule soli

a) NH4Cl FeCl2 FeCl3 K2SO4

b) (NH4)3PO4 Ag2CrO4 KI KClO

c) ZnI2 AgSCN Ca3(PO4)2 NaHCO3

d) FeCO3 MnSO4 BeCl3 AlF3

9 Koja reakcija predstavlja reakciju taloženja

a) CaCO3 rarr CaO + CO2

b) HCl + KOH rarr H2O + KCl

c) Na2S + Ni(NO3)2 rarr NiS + 2NaNO3

d) Zn + CuCl2 rarr ZnCl2 + Cu

10 Za navedenu kemijsku reakciju odgovorite

2KMnO4(s)+ 16HCl(l) rarr 5Cl2(g)+ 2KCl (aq)+ 2MnCl2(aq)+ 8H2O(l)

a) Što je oksidans b) Što je reducens c) Što se oksidiralo d) Što se reduciralo

11 Napiši jednadžbe reakcija dvostruke izmjene (uz naznačivanje agregacijskih stanja)

a) srebrov nitrat + klorovodična kiselina

b) barijev klorid + sumporna kiselina

c) bakrov(II) sulfat + natrijev sulfid

d) natrijev klorid + sumporna kiselina

e) srebrov(I) nitrat + natrijev sulfat

f) aluminijev klorid + natrijev hidroksid

12 Što su kompleksni spojevi

13 Objasnite zašto je modra galica kompleksni spoj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe 1 Je li gorenje svijeće kemijska ili fizikalna pojava Objasnite

2 Navedite nekoliko fizikalnih pojava vezanih uz promjenu agregacijskih stanja tvari Objasnite zašto su to

fizikalne promjene

3 Dopunite tablicu

Naziv fazne

pretvorbe

Opis

fazne pretvorbe

Opis pretvorbe

jednadžbom

(X = tvar)

Oznake za faznu

pretvorbu

taljenje čvrsto tekuće X(s) X(l) l

s Δfus

isparavanje

sublimacija

očvršćivanje

kondenzacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 5: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 5

1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

Cilj vježbe upoznavanje s osnovnim laboratorijskim priborom i posuđem u kemijskom

laboratoriju način uporabe i namjena pribora i posuđa crtanje kemijskog

pribora i posuđa

Ključne riječi Pribor i posuđe u kemijskom laboratoriju od stakla (običnog i kemijskog) metala i

porculana ndash nazivi rukovanje uporaba crtanje

11 Laboratorijski pribor i suđe

Pribor

Postupak izvođenja pokusa

UVIJEK NOSITE ZAŠTITNE

NAOČALE DOK IZVODITE POKUS

G Pavlović Praktikum opće kemije | 6

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Opišite u obliku referata mjere zaštite i temeljna pravila laboratorijskog rada (opširno)

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Nacrtajte navedite naziv i uporabu pribora i posuđa od a) običnog stakla b) kemijskog stakla

2 Nacrtajte navedite naziv i uporabu porculanskog pribora i posuđa

3 Nacrtajte navedite naziv i uporabu metalnog pribora i posuđa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 7

12 Rad s plamenikom

Cilj vježbe upoznavanje s vrstama plamenika i vrstama plamena rad s plamenikom zemni plin

Ključne riječi vrste plamenika način rada s plamenikom vrste plamena ndash oksidacijska i redukcijska

zona

Pribor

Kemikalije

Postupak izvođenja pokusa

1 Proučimo osnovne dijelove plamenika

2 Plamenik upalimo tako da otvorimo dovod plina Prethodno provjerimo je li dovod zraka zatvoren

3 Uočavamo vrstu plamena koju nazivamo čađavi plamen

4 Dovodom plina reguliramo različite visine plamena

5 Otvaranjem dovoda zraka dobijemo šušteći plamen

6 Smanjimo visinu plamena Tvrđi papir (ili karton) stavimo okomito u plamen na nekoliko sekundi

Karton ne smije gorjeti Promatramo što se zbiva

7 Drugi karton stavimo u plamen horizontalno Promatramo što se zbiva

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Nacrtajte Bunsenov plamenik i navedite osnovne dijelove

2 Što je redukcijska a što oksidacijska zona plamena

3 Što je zemni plin po kemijskom sastavu

4 Koje temperature zagrijavanja možemo postići plamenicima

5 Što je vodena kupelj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Objasnite pojavu uskakanja plamena i objasnite kako se ona može spriječiti

2 Objasnite u čemu se razlikuju pojedine vrste plamenika

3 U kojoj zoni plamena se postiže najviša temperatura

4 Nacrtajte vodenu kupelj

G Pavlović Praktikum opće kemije | 8

13 Osnovne skupine anorganskih spojeva kiseline baze i soli

Cilj vježbe upoznavanje s glavnim skupinama anorganskih spojeva (odabrane

najvažnije kiseline i baze u laboratorijskoj praksi) kiselinama bazama

solima i njihovim svojstvima

Ključne riječi kiseline baze kiselo-bazne teorije soli hidroliza soli indikatori

određivanje vrijednosti pH i pOH

131 Sumporna kiselina H2SO4

Pribor čaša od 50 mL porculanska zdjelica kapaljka plastična žlica

Kemikalije koncentrirana H2SO4 šećer otopina fenolftaleina otopina metiloranža

Postupak izvođenja pokusa

1 S naljepnice na boci koncentrirane sumporne kiseline ispišite osnovne fizikalne veličine vezane uz

tu kiselinu

2 Ulijte u čašu od 50 mL u digestoru malo konc sumporne kiseline iz originalne boce Kako biste

opisali koncentriranu sumpornu kiselinu

3 Stavite u porculansku zdjelicu malo šećera plastičnom žlicom i dodajte par kapi konc sumporne

kiseline kapaljkom iz čaše sa sumpornom kiselinom

4 Promatrajte i zabilježite zapažanja Kakve promjene uočavate O kojem važnom svojstvu sumporne

kiseline se tu radi

5 Odlijte malo sumporne kiseline u dvije čaše U jednu kapnite kap fenolftaleina a u drugu kap

metiloranža Zabilježite opažanja

pH = 7 pH = 10 pH = 32 pH = 88

fenolftalein metiloranž

G Pavlović Praktikum opće kemije | 9

132 Natrijeva lužina NaOH

Pribor porculanska zdjelica kapaljka

Kemikalije NaOH (u granulama)

Postupak izvođenja pokusa

1 Na porculansku zdjelicu stavite nekoliko granula NaOH Zabilježite opažanja O kojem svojstvu se

tu radi

133 Određivanje vrijednosti pH indikatorima

Pribor stalak s epruvetama univerzalni indikatorski papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3 c(NH3)=01 mol dm3

c(Ca(OH)2)=01 mol dm3 c(H3PO4)=01 mol dm3 c(NaCl)=01 mol dm3 c(CH3COOH)= 01 mol dm3

c(CH3COONa)= 01 mol dm3 c(CH3COONH4)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina otopina metiloranža

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte po 2 mL određene otopine u tri epruvete i u svakoj odredite indikatorima vrijednost pH

Zabilježite promjene boje indikatora

2 Ponovite postupak za svaku otopinu iz tablice Sve otopine su jednake koncentracije Zabilježite

opažanja u zadanu Tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

Boja metiloranža

Boja fenolftaleina

pH

HCl

H2SO4

NaOH

NH3(aq)

Ca(OH)2

H3PO4

NaCl

CH3COOH

CH3COONa

CH3COONH4

G Pavlović Praktikum opće kemije | 10

134 Određivanje vrijednosti pH otopine nastale miješanjem otopina različite koncentracije

Pribor univerzalni indikatorski papir čaša od 50 mL menzura stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH)=02 mol dm3 c(NaOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite vrijednosti pH polaznih otopina univerzalnim indikatorskim papirom

2 Pomiješajte u čaši od 50 mL 10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 i

10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3

3 Procijenite vrijednost pH konačne otopine nakon miješanja u čaši (stakleni štapić)

4 Zabilježite vrijednosti i opažanja je li se vrijednost pH promijenila

135 Usporedba vrijednosti pH dviju kiselina Utjecaj koncentracije kiseline na vrijednost pH

Pribor univerzalni indikatorski papir dvije čaše od 50 mL menzura od 5 mL

Kemikalije c(H2SO4)=01 mol dm3 c(CH3COOH)=01 mol dm3 c(H2SO4)=001 mol dm3

c(CH3COOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite univerzalnim indikatorskim papirom je li kiselija otopina sumporne ili octene (etanske)

kiseline ako ste u dvije čaše od 50 mL odlili jednake volumene (5 mL menzure) svake od tih otopina

jednakih koncentracija c = 01 mol dm3 Što zaključujete

2 Ponovite pokus s 10 puta nižim koncentracijama kiselina Što zaključujete

14 Kemikalije u kućanstvu i neka njihova svojstva

Cilj vježbe Upoznavanje s kiselošću odnosno bazičnošću uobičajenih kemikalija koje

rabimo u kućanstvu tumačenje vrijednosti pH na temelju njihova kemijskog

sastava računanje pH i pOH vrijednosti

Ključne riječi kiseline baze soli indikatori određivanje vrijednosti pH

Pribor univerzalni indikatorski papir epruveta (7 kom) pinceta žlica

Kemikalije različiti uzorci kemikalija koje koristimo u kućanstvu (limunska kiselina ocat prašak za

pecivo soda bikarbona neka sredstva za čišćenje na bazi amonijaka bdquoVarikinaldquo Epsomova sol

MgSO4 middot7H2O)

Postupak izvođenja pokusa Univerzalnim indikatorskim papirom odredite vrijednosti pH otopina

različitih uzoraka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 11

Zapažanja zabilježite u tablicu (u vašim Dnevnicima rada)

uzorak boja univerzalnog

indikatorskog papira

pH pOH

Pitanja i zadaci (za vježbu 13 i 14)

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što su kiseline Navedite nekoliko anorganskih kiselina kemijskom formulom i nazivom

2 Što su baze Koja je razlika između baza hidroksida i lužina

3 Navedite kemijskom formulom i nazivom sve alkalijske i zemnoalkalijske hidrokside

4 Koje kiselo-bazne teorije poznajete Obrazložite ih u nekoliko rečenica i navedite primjere

5 Što su soli Navedite formulama i nazivom sve natrijeve halogenide

6 Što je hidroliza soli Odgovor potkrijepite primjerima

7 Dopunite tablicu

Vrsta soli Primjer Ion podložan

hidrolizi

pH otopine

kation jake baze anion jake kiseline niti jedan asymp 7

KNO2 CH3COONa

kation slabe baze anion jake kiseline lt 7

kation slabe baze anion slabe

kiseline

Ka gt Kb pH lt 7

Kalt Kb pH gt 7

Ka asymp Kb pH asymp 7

8 Napišite uravnotežene kemijske jednadžbe za reakcije navedene riječima

a) sumporna kiselina + kalijev hidroksid kalijev hidrogensulfat + voda

b) ugljična kiselina + natrijev hidroksid natrijev karbonat + voda

c) ugljikov dioksid + voda ugljična kiselina

d) kalcijev hidroksid + fosforna kiselina kalcijev hidrogenfosfat + voda

e) klorovodik + voda klorovodična kiselina

9 Što je pH Što je pOH Napišite izraze koji povezuju pH i pOH

G Pavlović Praktikum opće kemije | 12

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Navedite po nekoliko rečenica koja opisuju svojstva osnovnih kiselina i baza koje koristimo u

kemijskom laboratoriju

a) sumporne

b) klorovodične (kloridne)

c) dušične

d) natrijeve i kalijeve lužine

2 Za svaku od kiselina baza i soli u Tablici (uz pokus 133) napišite jednadžbu disocijacije u vodi Za

višeprotonske kiseline napišite sve stupnjeve disocijacije

3 Dopunite sljedeću tablicu

otopina pH pOH [H+] mol dm3 [OH] mol dm3 kiselobazično

neutralno

A 688

B 84middot1014

C 311

D 10middot107

4 Navedite kemijske formule i nazive aniona kiselinskog ostatka navedenih kiselina

A klorovodična

B sumporovodična

C bromovodična

D cijanovodična

E hipoklorasta

F dušikasta

G dušična

5 Miješanjem 500 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 (otopina A) i

200 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3 (otopina B) dobivena je treća otopina

C Izračunajte i odgovorite

a) Kolika je množinska koncentracija otopine C

b) Koliki je pH otopine C

c) Koliki je pOH otopine A

d) Kolika je masena koncentracija otopine B ako joj dodamo pola litre destilirane vode

e) Koliko mola klorovodične kiseline treba dodati u otopinu A da bi sav natrijev hidroksid izreagirao

Napišite jednadžbu reakcije Koliki je pH nastale otopine

Kemijska formula

kiseline

Naziv aniona

kiselinskog ostatka

A

B

C

D

E

F

G

G Pavlović Praktikum opće kemije | 13

6 Napišite formulama sljedeće spojeve

a) amonijev sulfit ____________________________

b) aluminijev fosfat ____________________________

c) perklorna kiselina ____________________________

d) željezov sulfat heptahidrat _______________________

e) natrijev nitrit ____________________________

7 Navedite nazive sljedećih spojeva

a) AgCl __________________________________

b) BaSO4 ___________________________________________________

c) Cu(NO3)2 ___________________________________________________

d) HClO __________________________________

e) Na2S __________________________________

8 Neutralizacijom koje kiseline i baze nastaju navedene soli Podastrite kemijske jednadžbe

a) KCl __________________________________________________________

b) K3PO4 _______________________________________________________________________________________

c) Ca(CN)2 _______________________________________________________________________________________

d) NH4NO3 _______________________________________________________________________________________

e) CaSO4 _______________________________________________________________________________________

9 Kolika je vrijednost pH vodene otopine klorovodične kiseline koncentracije

0010 mol dm3

10 Kolika je vrijednost pH vodene otopine NaOH čija je koncentracija 0050 mol dm3

11 Koliki je pH vode pri 37 C ako je pri toj temperaturi ionski produkt vode

25 1014 mol2 dm6

12 Izračunajte masenu i množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako 500 mL otopine sadržava

048 mol kiseline

13 Na slici je prikazana naljepnica s boce koncentrirane dušične (nitratne) kiseline Koje sve informacije

možete pročitati s naljepnice Koje su to fizikalne veličine i njihove mjerne jedinice

14 Napišite nazivom i kemijskom formulom spojeve koji se spominju u pokusu 14

15 Napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine __________________________________________

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida __________________________________________

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine _______________________________________________

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida __________________________________________

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida ____________________________________________

Naziv

fizikalne

veličine

Simbol

fizikalne

veličine

Mjerna

jedinica

G Pavlović Praktikum opće kemije | 14

16 Zadan je amonijev kation Napišite formule amonijevih soli ako su zadani sljedeći anioni

kiselinskog ostatka

a) sulfidni b) acetatni c) hidrogensulfatni d) kromatni e) hidrogenkarbonatni

f) perkloratni

17 Koliki je pH otopine kalijeve lužine množinske koncentracije 00347 mol dm3

18 Koliko puta se promijeni koncentracija hidroksidnih iona u nekoj otopini ako se njena vrijednost

pOH promijeni s 2 na 4

19 Koliko grama natrijeve lužine je potrebno za pripravu 546 mL otopine čiji je pH = 98

G Pavlović Praktikum opće kemije | 15

2 Vrste kemijskih reakcija

21 Fizikalne i kemijske promjene

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije otopina limunske kiseline otopina NaHCO3

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 10 mL (menzura) otopine limunske kiseline Izvažite na digitalnoj tehničkoj vagi

2 Izvažite na istoj vagi zasebno sodu-bikarbonu (uporabom papirnate lađice) koju ste dodali sa vrha

žličice

3 Zbrojite mase izvagane epruvete s otopinom limunske kiseline i masu sode-bikarbone

4 Dodajte sodu-bikarbonu u epruvetu s limunskom kiselinom tako da je istresete s papirnate lađice

5 Zabilježite opažanja i objasnite pojavu pjenjenja

6 Nakon prestanka pjenjenja ponovo izvažite epruvetu i sadržaj u njoj

7 Objasnite opažanja o promjeni mase prije i poslije dodavanja sode-bikarbone

8 Objasnite o kakvoj se pojavi radi fizikalnoj ili kemijskoj

22 Taloženje (precipitacija) srebrova klorida

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 2 mL otopine HCl

2 Dodajte 2 mL otopine AgNO3

3 Zabilježite opažanja Što je po kemijskom sastavu nastali bijeli talog Što je ostalo u otopini Opišite

promjene kemijskom jednadžbom

Cilj vježbe Razlikovati kemijsku i fizikalnu promjenu prepoznati i objasniti osnovne

vrste kemijskih reakcija

Ključne riječi Fizikalna promjena kemijska reakcija vrste kemijskih reakcija ndashdefinicije i

primjeri (neutralizacija taloženje redoks reakcije reakcije kompleksiranja)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 16

23 Neutralizacija 231 Neutralizacija klorovodične kiseline amonijakom

Pribor dva satna stakla

Kemikalije koncentrirana HCl koncentrirane otopine NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Radite u digestoru Na predmetno stakalce dodajte par kapi otopine konc klorovodične kiseline

2 Na drugo predmetno stakalce dodajte par kapi koncentrirane otopine amonijaka

3 Približite satna stakalca i promatrajte što se zbiva

4 Opažene pojave potkrijepite kemijskom jednadžbom

232 Neutralizacije natrijeve lužine sumpornom kiselinom

Pribor pipeta čaša od 50 mL stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH) = 01 mol dm3 c(H2SO4) = 01 mol dm3 otopina fenolftaleina w (BaCl2) = 5

Postupak izvođenja pokusa

1 Pipetom točno izmjerite volumen od 5 mL otopine natrijeva hidroksida zadane množinske

koncentracije i prebacite ga u čašu od 50 mL

2 Dodajte kap fenolftaleina Zabilježite promjenu boje

3 Izračunajte koliko mL otopine sumporne kiseline morate otpipetirati za neutralizaciju otopine

natrijeva hidroksida ako je koncentracija sumporne kiseline dvostruko veća od koncentracije otopine

natrijeva hidroksida

4 Otpipetirajte u čašu s otopinom natrijeva hidroksida izračunate mL sumporne kiseline

5 Promiješajte sadržaj u čaši staklenim štapićem Zabilježite opažanja

6 Napišite kemijsku jednadžbu reakcije O kojoj vrsti reakcije je riječ

7 Dodajte u čašu par kapi otopine barijeva klorida

8 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom Prisutnost kojih iona ste dokazali s

otopinom barijeva klorida

G Pavlović Praktikum opće kemije | 17

24 Reakcije oksidacije i redukcije 241 Oksidacijsko djelovanje kalijeva permanaganata u kiselim i lužnatim otopinama

Pribor stalak s epruvetama

Kemikalije c(KMnO4)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3

c(Na2SO3)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Razdijelite oko 30 mL otopine kalijeva permanganata u tri epruvete Uočite boju otopine

2 U prvu epruvetu ulijte 1-2 mL otopine sumporne kiseline u drugu 1-2 mL destilirane vode a u treću

1-2 ml otopine natrijeva hidroksida Uočite da ne dolazi do promjene boje u epruvetama

3 U svaku od triju epruveta dodajte po 05 -1 mL otopine kalijeva (ili natrijeva) sulfita

4 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskim jednadžbama

242 Reakcija otopine modre galice i aluminija

Pribor čaša od 50 mL menzura aluminijska folija

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte 20 mL otopine modre galice zadane koncentracije

2 Komadić aluminijske folije stavite u čašu

3 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom

243 Reakcija bakra i otopine srebrova nitrata

Pribor bakrena žica (ili bakrene strugotine) čaša menzura

Kemikalije w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Komadić bakrene žice (koji možete oblikovati u različite oblike) stavite u veću čašu u koju ste ulili

oko 20 mL otopine srebrova nitrata

2 Dolazi li do kemijske reakcije Što opažate Odgovor potkrijepite kemijskom jednadžbom

G Pavlović Praktikum opće kemije | 18

25 Reakcije nastajanja kompleksa 251 Kompleksi bakra

Pribor stalak s epruvetama kapaljka

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3 koncentrirana HCl koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Epruvetu napunite do trećine s otopinom modre galice (c = 1 mol L1)

2 Laganim dokapavanjem uz stijenku epruvete dodajte 2 ndash 3 mL konc klorovodične kiseline

3 Kapalicom pažljivo sadržaj epruvete nadslojite s 1 - 2 mL konc otopine amonijaka

4 Dobili ste tri različito obojena sloja Jednadžbama opišite koji su kompleksi nastali u svakom sloju

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Definirajte Lavoisierov zakon o održanju mase i objasnite ga

2 Kemijske reakcije u kojima nastaju soli su mnogobrojne Za svaku vrstu reakcije jednadžbom navedite primjer

1) izravna sinteza iz elemenata

2) reakcija metala i kiseline ndash nastaje sol i plin vodik

3) reakcija metalnog oksida i kiseline ndash nastaje sol i voda

4) neutralizacija obuhvaća

ndash reakciju baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida kiseline i baze pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i anhidrida kiseline pri čemu nastaje sol

5) reakcija izmjene iona ndash dvije soli otopljene u vodi daju dvije nove soli pri čemu je jedna topljiva a

druga vrlo slabo topljiva u vodi (taloži)

6) reakcije bdquoistiskivanjardquo

ndash sol1 + jača kiselina sol2 + anhidrid slabije kiseline + voda

ndash sol1 + jača baza sol2 + slabija baza

3 Od navedenih spojeva izdvojite baze

a) CH3COOH(aq) b) H3PO4(aq) c) H2CO3(aq) d) HCl(aq) e) NaOH(aq) f) Na2SO4(s) g) Al(OH)3(s)

4 Od navedenih spojeva izdvojite kiseline

a) H3BO3(aq) b) NH3(aq) c) KCl(s) d) H2S(aq) e) CuSO4(s) f) HF(g) g) HClO(aq)

5 Navedenim spojevima napišite kemijske

formule i izdvojite soli

a) modra galica

b) vapnenac

c) zemni plin

d) magnezijevo mlijeko (magnezijev

hidroksid)

e) vitriolno ulje (konc sumporna kiselina)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 19

f) kalcijev fosfat

6 U ionskom obliku napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida

8 Koji niz sadrži neispravno napisane formule soli

a) NH4Cl FeCl2 FeCl3 K2SO4

b) (NH4)3PO4 Ag2CrO4 KI KClO

c) ZnI2 AgSCN Ca3(PO4)2 NaHCO3

d) FeCO3 MnSO4 BeCl3 AlF3

9 Koja reakcija predstavlja reakciju taloženja

a) CaCO3 rarr CaO + CO2

b) HCl + KOH rarr H2O + KCl

c) Na2S + Ni(NO3)2 rarr NiS + 2NaNO3

d) Zn + CuCl2 rarr ZnCl2 + Cu

10 Za navedenu kemijsku reakciju odgovorite

2KMnO4(s)+ 16HCl(l) rarr 5Cl2(g)+ 2KCl (aq)+ 2MnCl2(aq)+ 8H2O(l)

a) Što je oksidans b) Što je reducens c) Što se oksidiralo d) Što se reduciralo

11 Napiši jednadžbe reakcija dvostruke izmjene (uz naznačivanje agregacijskih stanja)

a) srebrov nitrat + klorovodična kiselina

b) barijev klorid + sumporna kiselina

c) bakrov(II) sulfat + natrijev sulfid

d) natrijev klorid + sumporna kiselina

e) srebrov(I) nitrat + natrijev sulfat

f) aluminijev klorid + natrijev hidroksid

12 Što su kompleksni spojevi

13 Objasnite zašto je modra galica kompleksni spoj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe 1 Je li gorenje svijeće kemijska ili fizikalna pojava Objasnite

2 Navedite nekoliko fizikalnih pojava vezanih uz promjenu agregacijskih stanja tvari Objasnite zašto su to

fizikalne promjene

3 Dopunite tablicu

Naziv fazne

pretvorbe

Opis

fazne pretvorbe

Opis pretvorbe

jednadžbom

(X = tvar)

Oznake za faznu

pretvorbu

taljenje čvrsto tekuće X(s) X(l) l

s Δfus

isparavanje

sublimacija

očvršćivanje

kondenzacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 6: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 6

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Opišite u obliku referata mjere zaštite i temeljna pravila laboratorijskog rada (opširno)

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Nacrtajte navedite naziv i uporabu pribora i posuđa od a) običnog stakla b) kemijskog stakla

2 Nacrtajte navedite naziv i uporabu porculanskog pribora i posuđa

3 Nacrtajte navedite naziv i uporabu metalnog pribora i posuđa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 7

12 Rad s plamenikom

Cilj vježbe upoznavanje s vrstama plamenika i vrstama plamena rad s plamenikom zemni plin

Ključne riječi vrste plamenika način rada s plamenikom vrste plamena ndash oksidacijska i redukcijska

zona

Pribor

Kemikalije

Postupak izvođenja pokusa

1 Proučimo osnovne dijelove plamenika

2 Plamenik upalimo tako da otvorimo dovod plina Prethodno provjerimo je li dovod zraka zatvoren

3 Uočavamo vrstu plamena koju nazivamo čađavi plamen

4 Dovodom plina reguliramo različite visine plamena

5 Otvaranjem dovoda zraka dobijemo šušteći plamen

6 Smanjimo visinu plamena Tvrđi papir (ili karton) stavimo okomito u plamen na nekoliko sekundi

Karton ne smije gorjeti Promatramo što se zbiva

7 Drugi karton stavimo u plamen horizontalno Promatramo što se zbiva

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Nacrtajte Bunsenov plamenik i navedite osnovne dijelove

2 Što je redukcijska a što oksidacijska zona plamena

3 Što je zemni plin po kemijskom sastavu

4 Koje temperature zagrijavanja možemo postići plamenicima

5 Što je vodena kupelj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Objasnite pojavu uskakanja plamena i objasnite kako se ona može spriječiti

2 Objasnite u čemu se razlikuju pojedine vrste plamenika

3 U kojoj zoni plamena se postiže najviša temperatura

4 Nacrtajte vodenu kupelj

G Pavlović Praktikum opće kemije | 8

13 Osnovne skupine anorganskih spojeva kiseline baze i soli

Cilj vježbe upoznavanje s glavnim skupinama anorganskih spojeva (odabrane

najvažnije kiseline i baze u laboratorijskoj praksi) kiselinama bazama

solima i njihovim svojstvima

Ključne riječi kiseline baze kiselo-bazne teorije soli hidroliza soli indikatori

određivanje vrijednosti pH i pOH

131 Sumporna kiselina H2SO4

Pribor čaša od 50 mL porculanska zdjelica kapaljka plastična žlica

Kemikalije koncentrirana H2SO4 šećer otopina fenolftaleina otopina metiloranža

Postupak izvođenja pokusa

1 S naljepnice na boci koncentrirane sumporne kiseline ispišite osnovne fizikalne veličine vezane uz

tu kiselinu

2 Ulijte u čašu od 50 mL u digestoru malo konc sumporne kiseline iz originalne boce Kako biste

opisali koncentriranu sumpornu kiselinu

3 Stavite u porculansku zdjelicu malo šećera plastičnom žlicom i dodajte par kapi konc sumporne

kiseline kapaljkom iz čaše sa sumpornom kiselinom

4 Promatrajte i zabilježite zapažanja Kakve promjene uočavate O kojem važnom svojstvu sumporne

kiseline se tu radi

5 Odlijte malo sumporne kiseline u dvije čaše U jednu kapnite kap fenolftaleina a u drugu kap

metiloranža Zabilježite opažanja

pH = 7 pH = 10 pH = 32 pH = 88

fenolftalein metiloranž

G Pavlović Praktikum opće kemije | 9

132 Natrijeva lužina NaOH

Pribor porculanska zdjelica kapaljka

Kemikalije NaOH (u granulama)

Postupak izvođenja pokusa

1 Na porculansku zdjelicu stavite nekoliko granula NaOH Zabilježite opažanja O kojem svojstvu se

tu radi

133 Određivanje vrijednosti pH indikatorima

Pribor stalak s epruvetama univerzalni indikatorski papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3 c(NH3)=01 mol dm3

c(Ca(OH)2)=01 mol dm3 c(H3PO4)=01 mol dm3 c(NaCl)=01 mol dm3 c(CH3COOH)= 01 mol dm3

c(CH3COONa)= 01 mol dm3 c(CH3COONH4)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina otopina metiloranža

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte po 2 mL određene otopine u tri epruvete i u svakoj odredite indikatorima vrijednost pH

Zabilježite promjene boje indikatora

2 Ponovite postupak za svaku otopinu iz tablice Sve otopine su jednake koncentracije Zabilježite

opažanja u zadanu Tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

Boja metiloranža

Boja fenolftaleina

pH

HCl

H2SO4

NaOH

NH3(aq)

Ca(OH)2

H3PO4

NaCl

CH3COOH

CH3COONa

CH3COONH4

G Pavlović Praktikum opće kemije | 10

134 Određivanje vrijednosti pH otopine nastale miješanjem otopina različite koncentracije

Pribor univerzalni indikatorski papir čaša od 50 mL menzura stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH)=02 mol dm3 c(NaOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite vrijednosti pH polaznih otopina univerzalnim indikatorskim papirom

2 Pomiješajte u čaši od 50 mL 10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 i

10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3

3 Procijenite vrijednost pH konačne otopine nakon miješanja u čaši (stakleni štapić)

4 Zabilježite vrijednosti i opažanja je li se vrijednost pH promijenila

135 Usporedba vrijednosti pH dviju kiselina Utjecaj koncentracije kiseline na vrijednost pH

Pribor univerzalni indikatorski papir dvije čaše od 50 mL menzura od 5 mL

Kemikalije c(H2SO4)=01 mol dm3 c(CH3COOH)=01 mol dm3 c(H2SO4)=001 mol dm3

c(CH3COOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite univerzalnim indikatorskim papirom je li kiselija otopina sumporne ili octene (etanske)

kiseline ako ste u dvije čaše od 50 mL odlili jednake volumene (5 mL menzure) svake od tih otopina

jednakih koncentracija c = 01 mol dm3 Što zaključujete

2 Ponovite pokus s 10 puta nižim koncentracijama kiselina Što zaključujete

14 Kemikalije u kućanstvu i neka njihova svojstva

Cilj vježbe Upoznavanje s kiselošću odnosno bazičnošću uobičajenih kemikalija koje

rabimo u kućanstvu tumačenje vrijednosti pH na temelju njihova kemijskog

sastava računanje pH i pOH vrijednosti

Ključne riječi kiseline baze soli indikatori određivanje vrijednosti pH

Pribor univerzalni indikatorski papir epruveta (7 kom) pinceta žlica

Kemikalije različiti uzorci kemikalija koje koristimo u kućanstvu (limunska kiselina ocat prašak za

pecivo soda bikarbona neka sredstva za čišćenje na bazi amonijaka bdquoVarikinaldquo Epsomova sol

MgSO4 middot7H2O)

Postupak izvođenja pokusa Univerzalnim indikatorskim papirom odredite vrijednosti pH otopina

različitih uzoraka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 11

Zapažanja zabilježite u tablicu (u vašim Dnevnicima rada)

uzorak boja univerzalnog

indikatorskog papira

pH pOH

Pitanja i zadaci (za vježbu 13 i 14)

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što su kiseline Navedite nekoliko anorganskih kiselina kemijskom formulom i nazivom

2 Što su baze Koja je razlika između baza hidroksida i lužina

3 Navedite kemijskom formulom i nazivom sve alkalijske i zemnoalkalijske hidrokside

4 Koje kiselo-bazne teorije poznajete Obrazložite ih u nekoliko rečenica i navedite primjere

5 Što su soli Navedite formulama i nazivom sve natrijeve halogenide

6 Što je hidroliza soli Odgovor potkrijepite primjerima

7 Dopunite tablicu

Vrsta soli Primjer Ion podložan

hidrolizi

pH otopine

kation jake baze anion jake kiseline niti jedan asymp 7

KNO2 CH3COONa

kation slabe baze anion jake kiseline lt 7

kation slabe baze anion slabe

kiseline

Ka gt Kb pH lt 7

Kalt Kb pH gt 7

Ka asymp Kb pH asymp 7

8 Napišite uravnotežene kemijske jednadžbe za reakcije navedene riječima

a) sumporna kiselina + kalijev hidroksid kalijev hidrogensulfat + voda

b) ugljična kiselina + natrijev hidroksid natrijev karbonat + voda

c) ugljikov dioksid + voda ugljična kiselina

d) kalcijev hidroksid + fosforna kiselina kalcijev hidrogenfosfat + voda

e) klorovodik + voda klorovodična kiselina

9 Što je pH Što je pOH Napišite izraze koji povezuju pH i pOH

G Pavlović Praktikum opće kemije | 12

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Navedite po nekoliko rečenica koja opisuju svojstva osnovnih kiselina i baza koje koristimo u

kemijskom laboratoriju

a) sumporne

b) klorovodične (kloridne)

c) dušične

d) natrijeve i kalijeve lužine

2 Za svaku od kiselina baza i soli u Tablici (uz pokus 133) napišite jednadžbu disocijacije u vodi Za

višeprotonske kiseline napišite sve stupnjeve disocijacije

3 Dopunite sljedeću tablicu

otopina pH pOH [H+] mol dm3 [OH] mol dm3 kiselobazično

neutralno

A 688

B 84middot1014

C 311

D 10middot107

4 Navedite kemijske formule i nazive aniona kiselinskog ostatka navedenih kiselina

A klorovodična

B sumporovodična

C bromovodična

D cijanovodična

E hipoklorasta

F dušikasta

G dušična

5 Miješanjem 500 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 (otopina A) i

200 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3 (otopina B) dobivena je treća otopina

C Izračunajte i odgovorite

a) Kolika je množinska koncentracija otopine C

b) Koliki je pH otopine C

c) Koliki je pOH otopine A

d) Kolika je masena koncentracija otopine B ako joj dodamo pola litre destilirane vode

e) Koliko mola klorovodične kiseline treba dodati u otopinu A da bi sav natrijev hidroksid izreagirao

Napišite jednadžbu reakcije Koliki je pH nastale otopine

Kemijska formula

kiseline

Naziv aniona

kiselinskog ostatka

A

B

C

D

E

F

G

G Pavlović Praktikum opće kemije | 13

6 Napišite formulama sljedeće spojeve

a) amonijev sulfit ____________________________

b) aluminijev fosfat ____________________________

c) perklorna kiselina ____________________________

d) željezov sulfat heptahidrat _______________________

e) natrijev nitrit ____________________________

7 Navedite nazive sljedećih spojeva

a) AgCl __________________________________

b) BaSO4 ___________________________________________________

c) Cu(NO3)2 ___________________________________________________

d) HClO __________________________________

e) Na2S __________________________________

8 Neutralizacijom koje kiseline i baze nastaju navedene soli Podastrite kemijske jednadžbe

a) KCl __________________________________________________________

b) K3PO4 _______________________________________________________________________________________

c) Ca(CN)2 _______________________________________________________________________________________

d) NH4NO3 _______________________________________________________________________________________

e) CaSO4 _______________________________________________________________________________________

9 Kolika je vrijednost pH vodene otopine klorovodične kiseline koncentracije

0010 mol dm3

10 Kolika je vrijednost pH vodene otopine NaOH čija je koncentracija 0050 mol dm3

11 Koliki je pH vode pri 37 C ako je pri toj temperaturi ionski produkt vode

25 1014 mol2 dm6

12 Izračunajte masenu i množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako 500 mL otopine sadržava

048 mol kiseline

13 Na slici je prikazana naljepnica s boce koncentrirane dušične (nitratne) kiseline Koje sve informacije

možete pročitati s naljepnice Koje su to fizikalne veličine i njihove mjerne jedinice

14 Napišite nazivom i kemijskom formulom spojeve koji se spominju u pokusu 14

15 Napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine __________________________________________

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida __________________________________________

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine _______________________________________________

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida __________________________________________

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida ____________________________________________

Naziv

fizikalne

veličine

Simbol

fizikalne

veličine

Mjerna

jedinica

G Pavlović Praktikum opće kemije | 14

16 Zadan je amonijev kation Napišite formule amonijevih soli ako su zadani sljedeći anioni

kiselinskog ostatka

a) sulfidni b) acetatni c) hidrogensulfatni d) kromatni e) hidrogenkarbonatni

f) perkloratni

17 Koliki je pH otopine kalijeve lužine množinske koncentracije 00347 mol dm3

18 Koliko puta se promijeni koncentracija hidroksidnih iona u nekoj otopini ako se njena vrijednost

pOH promijeni s 2 na 4

19 Koliko grama natrijeve lužine je potrebno za pripravu 546 mL otopine čiji je pH = 98

G Pavlović Praktikum opće kemije | 15

2 Vrste kemijskih reakcija

21 Fizikalne i kemijske promjene

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije otopina limunske kiseline otopina NaHCO3

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 10 mL (menzura) otopine limunske kiseline Izvažite na digitalnoj tehničkoj vagi

2 Izvažite na istoj vagi zasebno sodu-bikarbonu (uporabom papirnate lađice) koju ste dodali sa vrha

žličice

3 Zbrojite mase izvagane epruvete s otopinom limunske kiseline i masu sode-bikarbone

4 Dodajte sodu-bikarbonu u epruvetu s limunskom kiselinom tako da je istresete s papirnate lađice

5 Zabilježite opažanja i objasnite pojavu pjenjenja

6 Nakon prestanka pjenjenja ponovo izvažite epruvetu i sadržaj u njoj

7 Objasnite opažanja o promjeni mase prije i poslije dodavanja sode-bikarbone

8 Objasnite o kakvoj se pojavi radi fizikalnoj ili kemijskoj

22 Taloženje (precipitacija) srebrova klorida

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 2 mL otopine HCl

2 Dodajte 2 mL otopine AgNO3

3 Zabilježite opažanja Što je po kemijskom sastavu nastali bijeli talog Što je ostalo u otopini Opišite

promjene kemijskom jednadžbom

Cilj vježbe Razlikovati kemijsku i fizikalnu promjenu prepoznati i objasniti osnovne

vrste kemijskih reakcija

Ključne riječi Fizikalna promjena kemijska reakcija vrste kemijskih reakcija ndashdefinicije i

primjeri (neutralizacija taloženje redoks reakcije reakcije kompleksiranja)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 16

23 Neutralizacija 231 Neutralizacija klorovodične kiseline amonijakom

Pribor dva satna stakla

Kemikalije koncentrirana HCl koncentrirane otopine NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Radite u digestoru Na predmetno stakalce dodajte par kapi otopine konc klorovodične kiseline

2 Na drugo predmetno stakalce dodajte par kapi koncentrirane otopine amonijaka

3 Približite satna stakalca i promatrajte što se zbiva

4 Opažene pojave potkrijepite kemijskom jednadžbom

232 Neutralizacije natrijeve lužine sumpornom kiselinom

Pribor pipeta čaša od 50 mL stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH) = 01 mol dm3 c(H2SO4) = 01 mol dm3 otopina fenolftaleina w (BaCl2) = 5

Postupak izvođenja pokusa

1 Pipetom točno izmjerite volumen od 5 mL otopine natrijeva hidroksida zadane množinske

koncentracije i prebacite ga u čašu od 50 mL

2 Dodajte kap fenolftaleina Zabilježite promjenu boje

3 Izračunajte koliko mL otopine sumporne kiseline morate otpipetirati za neutralizaciju otopine

natrijeva hidroksida ako je koncentracija sumporne kiseline dvostruko veća od koncentracije otopine

natrijeva hidroksida

4 Otpipetirajte u čašu s otopinom natrijeva hidroksida izračunate mL sumporne kiseline

5 Promiješajte sadržaj u čaši staklenim štapićem Zabilježite opažanja

6 Napišite kemijsku jednadžbu reakcije O kojoj vrsti reakcije je riječ

7 Dodajte u čašu par kapi otopine barijeva klorida

8 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom Prisutnost kojih iona ste dokazali s

otopinom barijeva klorida

G Pavlović Praktikum opće kemije | 17

24 Reakcije oksidacije i redukcije 241 Oksidacijsko djelovanje kalijeva permanaganata u kiselim i lužnatim otopinama

Pribor stalak s epruvetama

Kemikalije c(KMnO4)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3

c(Na2SO3)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Razdijelite oko 30 mL otopine kalijeva permanganata u tri epruvete Uočite boju otopine

2 U prvu epruvetu ulijte 1-2 mL otopine sumporne kiseline u drugu 1-2 mL destilirane vode a u treću

1-2 ml otopine natrijeva hidroksida Uočite da ne dolazi do promjene boje u epruvetama

3 U svaku od triju epruveta dodajte po 05 -1 mL otopine kalijeva (ili natrijeva) sulfita

4 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskim jednadžbama

242 Reakcija otopine modre galice i aluminija

Pribor čaša od 50 mL menzura aluminijska folija

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte 20 mL otopine modre galice zadane koncentracije

2 Komadić aluminijske folije stavite u čašu

3 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom

243 Reakcija bakra i otopine srebrova nitrata

Pribor bakrena žica (ili bakrene strugotine) čaša menzura

Kemikalije w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Komadić bakrene žice (koji možete oblikovati u različite oblike) stavite u veću čašu u koju ste ulili

oko 20 mL otopine srebrova nitrata

2 Dolazi li do kemijske reakcije Što opažate Odgovor potkrijepite kemijskom jednadžbom

G Pavlović Praktikum opće kemije | 18

25 Reakcije nastajanja kompleksa 251 Kompleksi bakra

Pribor stalak s epruvetama kapaljka

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3 koncentrirana HCl koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Epruvetu napunite do trećine s otopinom modre galice (c = 1 mol L1)

2 Laganim dokapavanjem uz stijenku epruvete dodajte 2 ndash 3 mL konc klorovodične kiseline

3 Kapalicom pažljivo sadržaj epruvete nadslojite s 1 - 2 mL konc otopine amonijaka

4 Dobili ste tri različito obojena sloja Jednadžbama opišite koji su kompleksi nastali u svakom sloju

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Definirajte Lavoisierov zakon o održanju mase i objasnite ga

2 Kemijske reakcije u kojima nastaju soli su mnogobrojne Za svaku vrstu reakcije jednadžbom navedite primjer

1) izravna sinteza iz elemenata

2) reakcija metala i kiseline ndash nastaje sol i plin vodik

3) reakcija metalnog oksida i kiseline ndash nastaje sol i voda

4) neutralizacija obuhvaća

ndash reakciju baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida kiseline i baze pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i anhidrida kiseline pri čemu nastaje sol

5) reakcija izmjene iona ndash dvije soli otopljene u vodi daju dvije nove soli pri čemu je jedna topljiva a

druga vrlo slabo topljiva u vodi (taloži)

6) reakcije bdquoistiskivanjardquo

ndash sol1 + jača kiselina sol2 + anhidrid slabije kiseline + voda

ndash sol1 + jača baza sol2 + slabija baza

3 Od navedenih spojeva izdvojite baze

a) CH3COOH(aq) b) H3PO4(aq) c) H2CO3(aq) d) HCl(aq) e) NaOH(aq) f) Na2SO4(s) g) Al(OH)3(s)

4 Od navedenih spojeva izdvojite kiseline

a) H3BO3(aq) b) NH3(aq) c) KCl(s) d) H2S(aq) e) CuSO4(s) f) HF(g) g) HClO(aq)

5 Navedenim spojevima napišite kemijske

formule i izdvojite soli

a) modra galica

b) vapnenac

c) zemni plin

d) magnezijevo mlijeko (magnezijev

hidroksid)

e) vitriolno ulje (konc sumporna kiselina)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 19

f) kalcijev fosfat

6 U ionskom obliku napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida

8 Koji niz sadrži neispravno napisane formule soli

a) NH4Cl FeCl2 FeCl3 K2SO4

b) (NH4)3PO4 Ag2CrO4 KI KClO

c) ZnI2 AgSCN Ca3(PO4)2 NaHCO3

d) FeCO3 MnSO4 BeCl3 AlF3

9 Koja reakcija predstavlja reakciju taloženja

a) CaCO3 rarr CaO + CO2

b) HCl + KOH rarr H2O + KCl

c) Na2S + Ni(NO3)2 rarr NiS + 2NaNO3

d) Zn + CuCl2 rarr ZnCl2 + Cu

10 Za navedenu kemijsku reakciju odgovorite

2KMnO4(s)+ 16HCl(l) rarr 5Cl2(g)+ 2KCl (aq)+ 2MnCl2(aq)+ 8H2O(l)

a) Što je oksidans b) Što je reducens c) Što se oksidiralo d) Što se reduciralo

11 Napiši jednadžbe reakcija dvostruke izmjene (uz naznačivanje agregacijskih stanja)

a) srebrov nitrat + klorovodična kiselina

b) barijev klorid + sumporna kiselina

c) bakrov(II) sulfat + natrijev sulfid

d) natrijev klorid + sumporna kiselina

e) srebrov(I) nitrat + natrijev sulfat

f) aluminijev klorid + natrijev hidroksid

12 Što su kompleksni spojevi

13 Objasnite zašto je modra galica kompleksni spoj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe 1 Je li gorenje svijeće kemijska ili fizikalna pojava Objasnite

2 Navedite nekoliko fizikalnih pojava vezanih uz promjenu agregacijskih stanja tvari Objasnite zašto su to

fizikalne promjene

3 Dopunite tablicu

Naziv fazne

pretvorbe

Opis

fazne pretvorbe

Opis pretvorbe

jednadžbom

(X = tvar)

Oznake za faznu

pretvorbu

taljenje čvrsto tekuće X(s) X(l) l

s Δfus

isparavanje

sublimacija

očvršćivanje

kondenzacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 7: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 7

12 Rad s plamenikom

Cilj vježbe upoznavanje s vrstama plamenika i vrstama plamena rad s plamenikom zemni plin

Ključne riječi vrste plamenika način rada s plamenikom vrste plamena ndash oksidacijska i redukcijska

zona

Pribor

Kemikalije

Postupak izvođenja pokusa

1 Proučimo osnovne dijelove plamenika

2 Plamenik upalimo tako da otvorimo dovod plina Prethodno provjerimo je li dovod zraka zatvoren

3 Uočavamo vrstu plamena koju nazivamo čađavi plamen

4 Dovodom plina reguliramo različite visine plamena

5 Otvaranjem dovoda zraka dobijemo šušteći plamen

6 Smanjimo visinu plamena Tvrđi papir (ili karton) stavimo okomito u plamen na nekoliko sekundi

Karton ne smije gorjeti Promatramo što se zbiva

7 Drugi karton stavimo u plamen horizontalno Promatramo što se zbiva

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Nacrtajte Bunsenov plamenik i navedite osnovne dijelove

2 Što je redukcijska a što oksidacijska zona plamena

3 Što je zemni plin po kemijskom sastavu

4 Koje temperature zagrijavanja možemo postići plamenicima

5 Što je vodena kupelj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Objasnite pojavu uskakanja plamena i objasnite kako se ona može spriječiti

2 Objasnite u čemu se razlikuju pojedine vrste plamenika

3 U kojoj zoni plamena se postiže najviša temperatura

4 Nacrtajte vodenu kupelj

G Pavlović Praktikum opće kemije | 8

13 Osnovne skupine anorganskih spojeva kiseline baze i soli

Cilj vježbe upoznavanje s glavnim skupinama anorganskih spojeva (odabrane

najvažnije kiseline i baze u laboratorijskoj praksi) kiselinama bazama

solima i njihovim svojstvima

Ključne riječi kiseline baze kiselo-bazne teorije soli hidroliza soli indikatori

određivanje vrijednosti pH i pOH

131 Sumporna kiselina H2SO4

Pribor čaša od 50 mL porculanska zdjelica kapaljka plastična žlica

Kemikalije koncentrirana H2SO4 šećer otopina fenolftaleina otopina metiloranža

Postupak izvođenja pokusa

1 S naljepnice na boci koncentrirane sumporne kiseline ispišite osnovne fizikalne veličine vezane uz

tu kiselinu

2 Ulijte u čašu od 50 mL u digestoru malo konc sumporne kiseline iz originalne boce Kako biste

opisali koncentriranu sumpornu kiselinu

3 Stavite u porculansku zdjelicu malo šećera plastičnom žlicom i dodajte par kapi konc sumporne

kiseline kapaljkom iz čaše sa sumpornom kiselinom

4 Promatrajte i zabilježite zapažanja Kakve promjene uočavate O kojem važnom svojstvu sumporne

kiseline se tu radi

5 Odlijte malo sumporne kiseline u dvije čaše U jednu kapnite kap fenolftaleina a u drugu kap

metiloranža Zabilježite opažanja

pH = 7 pH = 10 pH = 32 pH = 88

fenolftalein metiloranž

G Pavlović Praktikum opće kemije | 9

132 Natrijeva lužina NaOH

Pribor porculanska zdjelica kapaljka

Kemikalije NaOH (u granulama)

Postupak izvođenja pokusa

1 Na porculansku zdjelicu stavite nekoliko granula NaOH Zabilježite opažanja O kojem svojstvu se

tu radi

133 Određivanje vrijednosti pH indikatorima

Pribor stalak s epruvetama univerzalni indikatorski papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3 c(NH3)=01 mol dm3

c(Ca(OH)2)=01 mol dm3 c(H3PO4)=01 mol dm3 c(NaCl)=01 mol dm3 c(CH3COOH)= 01 mol dm3

c(CH3COONa)= 01 mol dm3 c(CH3COONH4)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina otopina metiloranža

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte po 2 mL određene otopine u tri epruvete i u svakoj odredite indikatorima vrijednost pH

Zabilježite promjene boje indikatora

2 Ponovite postupak za svaku otopinu iz tablice Sve otopine su jednake koncentracije Zabilježite

opažanja u zadanu Tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

Boja metiloranža

Boja fenolftaleina

pH

HCl

H2SO4

NaOH

NH3(aq)

Ca(OH)2

H3PO4

NaCl

CH3COOH

CH3COONa

CH3COONH4

G Pavlović Praktikum opće kemije | 10

134 Određivanje vrijednosti pH otopine nastale miješanjem otopina različite koncentracije

Pribor univerzalni indikatorski papir čaša od 50 mL menzura stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH)=02 mol dm3 c(NaOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite vrijednosti pH polaznih otopina univerzalnim indikatorskim papirom

2 Pomiješajte u čaši od 50 mL 10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 i

10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3

3 Procijenite vrijednost pH konačne otopine nakon miješanja u čaši (stakleni štapić)

4 Zabilježite vrijednosti i opažanja je li se vrijednost pH promijenila

135 Usporedba vrijednosti pH dviju kiselina Utjecaj koncentracije kiseline na vrijednost pH

Pribor univerzalni indikatorski papir dvije čaše od 50 mL menzura od 5 mL

Kemikalije c(H2SO4)=01 mol dm3 c(CH3COOH)=01 mol dm3 c(H2SO4)=001 mol dm3

c(CH3COOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite univerzalnim indikatorskim papirom je li kiselija otopina sumporne ili octene (etanske)

kiseline ako ste u dvije čaše od 50 mL odlili jednake volumene (5 mL menzure) svake od tih otopina

jednakih koncentracija c = 01 mol dm3 Što zaključujete

2 Ponovite pokus s 10 puta nižim koncentracijama kiselina Što zaključujete

14 Kemikalije u kućanstvu i neka njihova svojstva

Cilj vježbe Upoznavanje s kiselošću odnosno bazičnošću uobičajenih kemikalija koje

rabimo u kućanstvu tumačenje vrijednosti pH na temelju njihova kemijskog

sastava računanje pH i pOH vrijednosti

Ključne riječi kiseline baze soli indikatori određivanje vrijednosti pH

Pribor univerzalni indikatorski papir epruveta (7 kom) pinceta žlica

Kemikalije različiti uzorci kemikalija koje koristimo u kućanstvu (limunska kiselina ocat prašak za

pecivo soda bikarbona neka sredstva za čišćenje na bazi amonijaka bdquoVarikinaldquo Epsomova sol

MgSO4 middot7H2O)

Postupak izvođenja pokusa Univerzalnim indikatorskim papirom odredite vrijednosti pH otopina

različitih uzoraka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 11

Zapažanja zabilježite u tablicu (u vašim Dnevnicima rada)

uzorak boja univerzalnog

indikatorskog papira

pH pOH

Pitanja i zadaci (za vježbu 13 i 14)

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što su kiseline Navedite nekoliko anorganskih kiselina kemijskom formulom i nazivom

2 Što su baze Koja je razlika između baza hidroksida i lužina

3 Navedite kemijskom formulom i nazivom sve alkalijske i zemnoalkalijske hidrokside

4 Koje kiselo-bazne teorije poznajete Obrazložite ih u nekoliko rečenica i navedite primjere

5 Što su soli Navedite formulama i nazivom sve natrijeve halogenide

6 Što je hidroliza soli Odgovor potkrijepite primjerima

7 Dopunite tablicu

Vrsta soli Primjer Ion podložan

hidrolizi

pH otopine

kation jake baze anion jake kiseline niti jedan asymp 7

KNO2 CH3COONa

kation slabe baze anion jake kiseline lt 7

kation slabe baze anion slabe

kiseline

Ka gt Kb pH lt 7

Kalt Kb pH gt 7

Ka asymp Kb pH asymp 7

8 Napišite uravnotežene kemijske jednadžbe za reakcije navedene riječima

a) sumporna kiselina + kalijev hidroksid kalijev hidrogensulfat + voda

b) ugljična kiselina + natrijev hidroksid natrijev karbonat + voda

c) ugljikov dioksid + voda ugljična kiselina

d) kalcijev hidroksid + fosforna kiselina kalcijev hidrogenfosfat + voda

e) klorovodik + voda klorovodična kiselina

9 Što je pH Što je pOH Napišite izraze koji povezuju pH i pOH

G Pavlović Praktikum opće kemije | 12

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Navedite po nekoliko rečenica koja opisuju svojstva osnovnih kiselina i baza koje koristimo u

kemijskom laboratoriju

a) sumporne

b) klorovodične (kloridne)

c) dušične

d) natrijeve i kalijeve lužine

2 Za svaku od kiselina baza i soli u Tablici (uz pokus 133) napišite jednadžbu disocijacije u vodi Za

višeprotonske kiseline napišite sve stupnjeve disocijacije

3 Dopunite sljedeću tablicu

otopina pH pOH [H+] mol dm3 [OH] mol dm3 kiselobazično

neutralno

A 688

B 84middot1014

C 311

D 10middot107

4 Navedite kemijske formule i nazive aniona kiselinskog ostatka navedenih kiselina

A klorovodična

B sumporovodična

C bromovodična

D cijanovodična

E hipoklorasta

F dušikasta

G dušična

5 Miješanjem 500 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 (otopina A) i

200 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3 (otopina B) dobivena je treća otopina

C Izračunajte i odgovorite

a) Kolika je množinska koncentracija otopine C

b) Koliki je pH otopine C

c) Koliki je pOH otopine A

d) Kolika je masena koncentracija otopine B ako joj dodamo pola litre destilirane vode

e) Koliko mola klorovodične kiseline treba dodati u otopinu A da bi sav natrijev hidroksid izreagirao

Napišite jednadžbu reakcije Koliki je pH nastale otopine

Kemijska formula

kiseline

Naziv aniona

kiselinskog ostatka

A

B

C

D

E

F

G

G Pavlović Praktikum opće kemije | 13

6 Napišite formulama sljedeće spojeve

a) amonijev sulfit ____________________________

b) aluminijev fosfat ____________________________

c) perklorna kiselina ____________________________

d) željezov sulfat heptahidrat _______________________

e) natrijev nitrit ____________________________

7 Navedite nazive sljedećih spojeva

a) AgCl __________________________________

b) BaSO4 ___________________________________________________

c) Cu(NO3)2 ___________________________________________________

d) HClO __________________________________

e) Na2S __________________________________

8 Neutralizacijom koje kiseline i baze nastaju navedene soli Podastrite kemijske jednadžbe

a) KCl __________________________________________________________

b) K3PO4 _______________________________________________________________________________________

c) Ca(CN)2 _______________________________________________________________________________________

d) NH4NO3 _______________________________________________________________________________________

e) CaSO4 _______________________________________________________________________________________

9 Kolika je vrijednost pH vodene otopine klorovodične kiseline koncentracije

0010 mol dm3

10 Kolika je vrijednost pH vodene otopine NaOH čija je koncentracija 0050 mol dm3

11 Koliki je pH vode pri 37 C ako je pri toj temperaturi ionski produkt vode

25 1014 mol2 dm6

12 Izračunajte masenu i množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako 500 mL otopine sadržava

048 mol kiseline

13 Na slici je prikazana naljepnica s boce koncentrirane dušične (nitratne) kiseline Koje sve informacije

možete pročitati s naljepnice Koje su to fizikalne veličine i njihove mjerne jedinice

14 Napišite nazivom i kemijskom formulom spojeve koji se spominju u pokusu 14

15 Napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine __________________________________________

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida __________________________________________

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine _______________________________________________

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida __________________________________________

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida ____________________________________________

Naziv

fizikalne

veličine

Simbol

fizikalne

veličine

Mjerna

jedinica

G Pavlović Praktikum opće kemije | 14

16 Zadan je amonijev kation Napišite formule amonijevih soli ako su zadani sljedeći anioni

kiselinskog ostatka

a) sulfidni b) acetatni c) hidrogensulfatni d) kromatni e) hidrogenkarbonatni

f) perkloratni

17 Koliki je pH otopine kalijeve lužine množinske koncentracije 00347 mol dm3

18 Koliko puta se promijeni koncentracija hidroksidnih iona u nekoj otopini ako se njena vrijednost

pOH promijeni s 2 na 4

19 Koliko grama natrijeve lužine je potrebno za pripravu 546 mL otopine čiji je pH = 98

G Pavlović Praktikum opće kemije | 15

2 Vrste kemijskih reakcija

21 Fizikalne i kemijske promjene

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije otopina limunske kiseline otopina NaHCO3

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 10 mL (menzura) otopine limunske kiseline Izvažite na digitalnoj tehničkoj vagi

2 Izvažite na istoj vagi zasebno sodu-bikarbonu (uporabom papirnate lađice) koju ste dodali sa vrha

žličice

3 Zbrojite mase izvagane epruvete s otopinom limunske kiseline i masu sode-bikarbone

4 Dodajte sodu-bikarbonu u epruvetu s limunskom kiselinom tako da je istresete s papirnate lađice

5 Zabilježite opažanja i objasnite pojavu pjenjenja

6 Nakon prestanka pjenjenja ponovo izvažite epruvetu i sadržaj u njoj

7 Objasnite opažanja o promjeni mase prije i poslije dodavanja sode-bikarbone

8 Objasnite o kakvoj se pojavi radi fizikalnoj ili kemijskoj

22 Taloženje (precipitacija) srebrova klorida

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 2 mL otopine HCl

2 Dodajte 2 mL otopine AgNO3

3 Zabilježite opažanja Što je po kemijskom sastavu nastali bijeli talog Što je ostalo u otopini Opišite

promjene kemijskom jednadžbom

Cilj vježbe Razlikovati kemijsku i fizikalnu promjenu prepoznati i objasniti osnovne

vrste kemijskih reakcija

Ključne riječi Fizikalna promjena kemijska reakcija vrste kemijskih reakcija ndashdefinicije i

primjeri (neutralizacija taloženje redoks reakcije reakcije kompleksiranja)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 16

23 Neutralizacija 231 Neutralizacija klorovodične kiseline amonijakom

Pribor dva satna stakla

Kemikalije koncentrirana HCl koncentrirane otopine NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Radite u digestoru Na predmetno stakalce dodajte par kapi otopine konc klorovodične kiseline

2 Na drugo predmetno stakalce dodajte par kapi koncentrirane otopine amonijaka

3 Približite satna stakalca i promatrajte što se zbiva

4 Opažene pojave potkrijepite kemijskom jednadžbom

232 Neutralizacije natrijeve lužine sumpornom kiselinom

Pribor pipeta čaša od 50 mL stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH) = 01 mol dm3 c(H2SO4) = 01 mol dm3 otopina fenolftaleina w (BaCl2) = 5

Postupak izvođenja pokusa

1 Pipetom točno izmjerite volumen od 5 mL otopine natrijeva hidroksida zadane množinske

koncentracije i prebacite ga u čašu od 50 mL

2 Dodajte kap fenolftaleina Zabilježite promjenu boje

3 Izračunajte koliko mL otopine sumporne kiseline morate otpipetirati za neutralizaciju otopine

natrijeva hidroksida ako je koncentracija sumporne kiseline dvostruko veća od koncentracije otopine

natrijeva hidroksida

4 Otpipetirajte u čašu s otopinom natrijeva hidroksida izračunate mL sumporne kiseline

5 Promiješajte sadržaj u čaši staklenim štapićem Zabilježite opažanja

6 Napišite kemijsku jednadžbu reakcije O kojoj vrsti reakcije je riječ

7 Dodajte u čašu par kapi otopine barijeva klorida

8 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom Prisutnost kojih iona ste dokazali s

otopinom barijeva klorida

G Pavlović Praktikum opće kemije | 17

24 Reakcije oksidacije i redukcije 241 Oksidacijsko djelovanje kalijeva permanaganata u kiselim i lužnatim otopinama

Pribor stalak s epruvetama

Kemikalije c(KMnO4)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3

c(Na2SO3)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Razdijelite oko 30 mL otopine kalijeva permanganata u tri epruvete Uočite boju otopine

2 U prvu epruvetu ulijte 1-2 mL otopine sumporne kiseline u drugu 1-2 mL destilirane vode a u treću

1-2 ml otopine natrijeva hidroksida Uočite da ne dolazi do promjene boje u epruvetama

3 U svaku od triju epruveta dodajte po 05 -1 mL otopine kalijeva (ili natrijeva) sulfita

4 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskim jednadžbama

242 Reakcija otopine modre galice i aluminija

Pribor čaša od 50 mL menzura aluminijska folija

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte 20 mL otopine modre galice zadane koncentracije

2 Komadić aluminijske folije stavite u čašu

3 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom

243 Reakcija bakra i otopine srebrova nitrata

Pribor bakrena žica (ili bakrene strugotine) čaša menzura

Kemikalije w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Komadić bakrene žice (koji možete oblikovati u različite oblike) stavite u veću čašu u koju ste ulili

oko 20 mL otopine srebrova nitrata

2 Dolazi li do kemijske reakcije Što opažate Odgovor potkrijepite kemijskom jednadžbom

G Pavlović Praktikum opće kemije | 18

25 Reakcije nastajanja kompleksa 251 Kompleksi bakra

Pribor stalak s epruvetama kapaljka

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3 koncentrirana HCl koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Epruvetu napunite do trećine s otopinom modre galice (c = 1 mol L1)

2 Laganim dokapavanjem uz stijenku epruvete dodajte 2 ndash 3 mL konc klorovodične kiseline

3 Kapalicom pažljivo sadržaj epruvete nadslojite s 1 - 2 mL konc otopine amonijaka

4 Dobili ste tri različito obojena sloja Jednadžbama opišite koji su kompleksi nastali u svakom sloju

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Definirajte Lavoisierov zakon o održanju mase i objasnite ga

2 Kemijske reakcije u kojima nastaju soli su mnogobrojne Za svaku vrstu reakcije jednadžbom navedite primjer

1) izravna sinteza iz elemenata

2) reakcija metala i kiseline ndash nastaje sol i plin vodik

3) reakcija metalnog oksida i kiseline ndash nastaje sol i voda

4) neutralizacija obuhvaća

ndash reakciju baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida kiseline i baze pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i anhidrida kiseline pri čemu nastaje sol

5) reakcija izmjene iona ndash dvije soli otopljene u vodi daju dvije nove soli pri čemu je jedna topljiva a

druga vrlo slabo topljiva u vodi (taloži)

6) reakcije bdquoistiskivanjardquo

ndash sol1 + jača kiselina sol2 + anhidrid slabije kiseline + voda

ndash sol1 + jača baza sol2 + slabija baza

3 Od navedenih spojeva izdvojite baze

a) CH3COOH(aq) b) H3PO4(aq) c) H2CO3(aq) d) HCl(aq) e) NaOH(aq) f) Na2SO4(s) g) Al(OH)3(s)

4 Od navedenih spojeva izdvojite kiseline

a) H3BO3(aq) b) NH3(aq) c) KCl(s) d) H2S(aq) e) CuSO4(s) f) HF(g) g) HClO(aq)

5 Navedenim spojevima napišite kemijske

formule i izdvojite soli

a) modra galica

b) vapnenac

c) zemni plin

d) magnezijevo mlijeko (magnezijev

hidroksid)

e) vitriolno ulje (konc sumporna kiselina)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 19

f) kalcijev fosfat

6 U ionskom obliku napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida

8 Koji niz sadrži neispravno napisane formule soli

a) NH4Cl FeCl2 FeCl3 K2SO4

b) (NH4)3PO4 Ag2CrO4 KI KClO

c) ZnI2 AgSCN Ca3(PO4)2 NaHCO3

d) FeCO3 MnSO4 BeCl3 AlF3

9 Koja reakcija predstavlja reakciju taloženja

a) CaCO3 rarr CaO + CO2

b) HCl + KOH rarr H2O + KCl

c) Na2S + Ni(NO3)2 rarr NiS + 2NaNO3

d) Zn + CuCl2 rarr ZnCl2 + Cu

10 Za navedenu kemijsku reakciju odgovorite

2KMnO4(s)+ 16HCl(l) rarr 5Cl2(g)+ 2KCl (aq)+ 2MnCl2(aq)+ 8H2O(l)

a) Što je oksidans b) Što je reducens c) Što se oksidiralo d) Što se reduciralo

11 Napiši jednadžbe reakcija dvostruke izmjene (uz naznačivanje agregacijskih stanja)

a) srebrov nitrat + klorovodična kiselina

b) barijev klorid + sumporna kiselina

c) bakrov(II) sulfat + natrijev sulfid

d) natrijev klorid + sumporna kiselina

e) srebrov(I) nitrat + natrijev sulfat

f) aluminijev klorid + natrijev hidroksid

12 Što su kompleksni spojevi

13 Objasnite zašto je modra galica kompleksni spoj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe 1 Je li gorenje svijeće kemijska ili fizikalna pojava Objasnite

2 Navedite nekoliko fizikalnih pojava vezanih uz promjenu agregacijskih stanja tvari Objasnite zašto su to

fizikalne promjene

3 Dopunite tablicu

Naziv fazne

pretvorbe

Opis

fazne pretvorbe

Opis pretvorbe

jednadžbom

(X = tvar)

Oznake za faznu

pretvorbu

taljenje čvrsto tekuće X(s) X(l) l

s Δfus

isparavanje

sublimacija

očvršćivanje

kondenzacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 8: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 8

13 Osnovne skupine anorganskih spojeva kiseline baze i soli

Cilj vježbe upoznavanje s glavnim skupinama anorganskih spojeva (odabrane

najvažnije kiseline i baze u laboratorijskoj praksi) kiselinama bazama

solima i njihovim svojstvima

Ključne riječi kiseline baze kiselo-bazne teorije soli hidroliza soli indikatori

određivanje vrijednosti pH i pOH

131 Sumporna kiselina H2SO4

Pribor čaša od 50 mL porculanska zdjelica kapaljka plastična žlica

Kemikalije koncentrirana H2SO4 šećer otopina fenolftaleina otopina metiloranža

Postupak izvođenja pokusa

1 S naljepnice na boci koncentrirane sumporne kiseline ispišite osnovne fizikalne veličine vezane uz

tu kiselinu

2 Ulijte u čašu od 50 mL u digestoru malo konc sumporne kiseline iz originalne boce Kako biste

opisali koncentriranu sumpornu kiselinu

3 Stavite u porculansku zdjelicu malo šećera plastičnom žlicom i dodajte par kapi konc sumporne

kiseline kapaljkom iz čaše sa sumpornom kiselinom

4 Promatrajte i zabilježite zapažanja Kakve promjene uočavate O kojem važnom svojstvu sumporne

kiseline se tu radi

5 Odlijte malo sumporne kiseline u dvije čaše U jednu kapnite kap fenolftaleina a u drugu kap

metiloranža Zabilježite opažanja

pH = 7 pH = 10 pH = 32 pH = 88

fenolftalein metiloranž

G Pavlović Praktikum opće kemije | 9

132 Natrijeva lužina NaOH

Pribor porculanska zdjelica kapaljka

Kemikalije NaOH (u granulama)

Postupak izvođenja pokusa

1 Na porculansku zdjelicu stavite nekoliko granula NaOH Zabilježite opažanja O kojem svojstvu se

tu radi

133 Određivanje vrijednosti pH indikatorima

Pribor stalak s epruvetama univerzalni indikatorski papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3 c(NH3)=01 mol dm3

c(Ca(OH)2)=01 mol dm3 c(H3PO4)=01 mol dm3 c(NaCl)=01 mol dm3 c(CH3COOH)= 01 mol dm3

c(CH3COONa)= 01 mol dm3 c(CH3COONH4)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina otopina metiloranža

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte po 2 mL određene otopine u tri epruvete i u svakoj odredite indikatorima vrijednost pH

Zabilježite promjene boje indikatora

2 Ponovite postupak za svaku otopinu iz tablice Sve otopine su jednake koncentracije Zabilježite

opažanja u zadanu Tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

Boja metiloranža

Boja fenolftaleina

pH

HCl

H2SO4

NaOH

NH3(aq)

Ca(OH)2

H3PO4

NaCl

CH3COOH

CH3COONa

CH3COONH4

G Pavlović Praktikum opće kemije | 10

134 Određivanje vrijednosti pH otopine nastale miješanjem otopina različite koncentracije

Pribor univerzalni indikatorski papir čaša od 50 mL menzura stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH)=02 mol dm3 c(NaOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite vrijednosti pH polaznih otopina univerzalnim indikatorskim papirom

2 Pomiješajte u čaši od 50 mL 10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 i

10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3

3 Procijenite vrijednost pH konačne otopine nakon miješanja u čaši (stakleni štapić)

4 Zabilježite vrijednosti i opažanja je li se vrijednost pH promijenila

135 Usporedba vrijednosti pH dviju kiselina Utjecaj koncentracije kiseline na vrijednost pH

Pribor univerzalni indikatorski papir dvije čaše od 50 mL menzura od 5 mL

Kemikalije c(H2SO4)=01 mol dm3 c(CH3COOH)=01 mol dm3 c(H2SO4)=001 mol dm3

c(CH3COOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite univerzalnim indikatorskim papirom je li kiselija otopina sumporne ili octene (etanske)

kiseline ako ste u dvije čaše od 50 mL odlili jednake volumene (5 mL menzure) svake od tih otopina

jednakih koncentracija c = 01 mol dm3 Što zaključujete

2 Ponovite pokus s 10 puta nižim koncentracijama kiselina Što zaključujete

14 Kemikalije u kućanstvu i neka njihova svojstva

Cilj vježbe Upoznavanje s kiselošću odnosno bazičnošću uobičajenih kemikalija koje

rabimo u kućanstvu tumačenje vrijednosti pH na temelju njihova kemijskog

sastava računanje pH i pOH vrijednosti

Ključne riječi kiseline baze soli indikatori određivanje vrijednosti pH

Pribor univerzalni indikatorski papir epruveta (7 kom) pinceta žlica

Kemikalije različiti uzorci kemikalija koje koristimo u kućanstvu (limunska kiselina ocat prašak za

pecivo soda bikarbona neka sredstva za čišćenje na bazi amonijaka bdquoVarikinaldquo Epsomova sol

MgSO4 middot7H2O)

Postupak izvođenja pokusa Univerzalnim indikatorskim papirom odredite vrijednosti pH otopina

različitih uzoraka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 11

Zapažanja zabilježite u tablicu (u vašim Dnevnicima rada)

uzorak boja univerzalnog

indikatorskog papira

pH pOH

Pitanja i zadaci (za vježbu 13 i 14)

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što su kiseline Navedite nekoliko anorganskih kiselina kemijskom formulom i nazivom

2 Što su baze Koja je razlika između baza hidroksida i lužina

3 Navedite kemijskom formulom i nazivom sve alkalijske i zemnoalkalijske hidrokside

4 Koje kiselo-bazne teorije poznajete Obrazložite ih u nekoliko rečenica i navedite primjere

5 Što su soli Navedite formulama i nazivom sve natrijeve halogenide

6 Što je hidroliza soli Odgovor potkrijepite primjerima

7 Dopunite tablicu

Vrsta soli Primjer Ion podložan

hidrolizi

pH otopine

kation jake baze anion jake kiseline niti jedan asymp 7

KNO2 CH3COONa

kation slabe baze anion jake kiseline lt 7

kation slabe baze anion slabe

kiseline

Ka gt Kb pH lt 7

Kalt Kb pH gt 7

Ka asymp Kb pH asymp 7

8 Napišite uravnotežene kemijske jednadžbe za reakcije navedene riječima

a) sumporna kiselina + kalijev hidroksid kalijev hidrogensulfat + voda

b) ugljična kiselina + natrijev hidroksid natrijev karbonat + voda

c) ugljikov dioksid + voda ugljična kiselina

d) kalcijev hidroksid + fosforna kiselina kalcijev hidrogenfosfat + voda

e) klorovodik + voda klorovodična kiselina

9 Što je pH Što je pOH Napišite izraze koji povezuju pH i pOH

G Pavlović Praktikum opće kemije | 12

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Navedite po nekoliko rečenica koja opisuju svojstva osnovnih kiselina i baza koje koristimo u

kemijskom laboratoriju

a) sumporne

b) klorovodične (kloridne)

c) dušične

d) natrijeve i kalijeve lužine

2 Za svaku od kiselina baza i soli u Tablici (uz pokus 133) napišite jednadžbu disocijacije u vodi Za

višeprotonske kiseline napišite sve stupnjeve disocijacije

3 Dopunite sljedeću tablicu

otopina pH pOH [H+] mol dm3 [OH] mol dm3 kiselobazično

neutralno

A 688

B 84middot1014

C 311

D 10middot107

4 Navedite kemijske formule i nazive aniona kiselinskog ostatka navedenih kiselina

A klorovodična

B sumporovodična

C bromovodična

D cijanovodična

E hipoklorasta

F dušikasta

G dušična

5 Miješanjem 500 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 (otopina A) i

200 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3 (otopina B) dobivena je treća otopina

C Izračunajte i odgovorite

a) Kolika je množinska koncentracija otopine C

b) Koliki je pH otopine C

c) Koliki je pOH otopine A

d) Kolika je masena koncentracija otopine B ako joj dodamo pola litre destilirane vode

e) Koliko mola klorovodične kiseline treba dodati u otopinu A da bi sav natrijev hidroksid izreagirao

Napišite jednadžbu reakcije Koliki je pH nastale otopine

Kemijska formula

kiseline

Naziv aniona

kiselinskog ostatka

A

B

C

D

E

F

G

G Pavlović Praktikum opće kemije | 13

6 Napišite formulama sljedeće spojeve

a) amonijev sulfit ____________________________

b) aluminijev fosfat ____________________________

c) perklorna kiselina ____________________________

d) željezov sulfat heptahidrat _______________________

e) natrijev nitrit ____________________________

7 Navedite nazive sljedećih spojeva

a) AgCl __________________________________

b) BaSO4 ___________________________________________________

c) Cu(NO3)2 ___________________________________________________

d) HClO __________________________________

e) Na2S __________________________________

8 Neutralizacijom koje kiseline i baze nastaju navedene soli Podastrite kemijske jednadžbe

a) KCl __________________________________________________________

b) K3PO4 _______________________________________________________________________________________

c) Ca(CN)2 _______________________________________________________________________________________

d) NH4NO3 _______________________________________________________________________________________

e) CaSO4 _______________________________________________________________________________________

9 Kolika je vrijednost pH vodene otopine klorovodične kiseline koncentracije

0010 mol dm3

10 Kolika je vrijednost pH vodene otopine NaOH čija je koncentracija 0050 mol dm3

11 Koliki je pH vode pri 37 C ako je pri toj temperaturi ionski produkt vode

25 1014 mol2 dm6

12 Izračunajte masenu i množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako 500 mL otopine sadržava

048 mol kiseline

13 Na slici je prikazana naljepnica s boce koncentrirane dušične (nitratne) kiseline Koje sve informacije

možete pročitati s naljepnice Koje su to fizikalne veličine i njihove mjerne jedinice

14 Napišite nazivom i kemijskom formulom spojeve koji se spominju u pokusu 14

15 Napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine __________________________________________

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida __________________________________________

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine _______________________________________________

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida __________________________________________

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida ____________________________________________

Naziv

fizikalne

veličine

Simbol

fizikalne

veličine

Mjerna

jedinica

G Pavlović Praktikum opće kemije | 14

16 Zadan je amonijev kation Napišite formule amonijevih soli ako su zadani sljedeći anioni

kiselinskog ostatka

a) sulfidni b) acetatni c) hidrogensulfatni d) kromatni e) hidrogenkarbonatni

f) perkloratni

17 Koliki je pH otopine kalijeve lužine množinske koncentracije 00347 mol dm3

18 Koliko puta se promijeni koncentracija hidroksidnih iona u nekoj otopini ako se njena vrijednost

pOH promijeni s 2 na 4

19 Koliko grama natrijeve lužine je potrebno za pripravu 546 mL otopine čiji je pH = 98

G Pavlović Praktikum opće kemije | 15

2 Vrste kemijskih reakcija

21 Fizikalne i kemijske promjene

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije otopina limunske kiseline otopina NaHCO3

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 10 mL (menzura) otopine limunske kiseline Izvažite na digitalnoj tehničkoj vagi

2 Izvažite na istoj vagi zasebno sodu-bikarbonu (uporabom papirnate lađice) koju ste dodali sa vrha

žličice

3 Zbrojite mase izvagane epruvete s otopinom limunske kiseline i masu sode-bikarbone

4 Dodajte sodu-bikarbonu u epruvetu s limunskom kiselinom tako da je istresete s papirnate lađice

5 Zabilježite opažanja i objasnite pojavu pjenjenja

6 Nakon prestanka pjenjenja ponovo izvažite epruvetu i sadržaj u njoj

7 Objasnite opažanja o promjeni mase prije i poslije dodavanja sode-bikarbone

8 Objasnite o kakvoj se pojavi radi fizikalnoj ili kemijskoj

22 Taloženje (precipitacija) srebrova klorida

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 2 mL otopine HCl

2 Dodajte 2 mL otopine AgNO3

3 Zabilježite opažanja Što je po kemijskom sastavu nastali bijeli talog Što je ostalo u otopini Opišite

promjene kemijskom jednadžbom

Cilj vježbe Razlikovati kemijsku i fizikalnu promjenu prepoznati i objasniti osnovne

vrste kemijskih reakcija

Ključne riječi Fizikalna promjena kemijska reakcija vrste kemijskih reakcija ndashdefinicije i

primjeri (neutralizacija taloženje redoks reakcije reakcije kompleksiranja)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 16

23 Neutralizacija 231 Neutralizacija klorovodične kiseline amonijakom

Pribor dva satna stakla

Kemikalije koncentrirana HCl koncentrirane otopine NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Radite u digestoru Na predmetno stakalce dodajte par kapi otopine konc klorovodične kiseline

2 Na drugo predmetno stakalce dodajte par kapi koncentrirane otopine amonijaka

3 Približite satna stakalca i promatrajte što se zbiva

4 Opažene pojave potkrijepite kemijskom jednadžbom

232 Neutralizacije natrijeve lužine sumpornom kiselinom

Pribor pipeta čaša od 50 mL stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH) = 01 mol dm3 c(H2SO4) = 01 mol dm3 otopina fenolftaleina w (BaCl2) = 5

Postupak izvođenja pokusa

1 Pipetom točno izmjerite volumen od 5 mL otopine natrijeva hidroksida zadane množinske

koncentracije i prebacite ga u čašu od 50 mL

2 Dodajte kap fenolftaleina Zabilježite promjenu boje

3 Izračunajte koliko mL otopine sumporne kiseline morate otpipetirati za neutralizaciju otopine

natrijeva hidroksida ako je koncentracija sumporne kiseline dvostruko veća od koncentracije otopine

natrijeva hidroksida

4 Otpipetirajte u čašu s otopinom natrijeva hidroksida izračunate mL sumporne kiseline

5 Promiješajte sadržaj u čaši staklenim štapićem Zabilježite opažanja

6 Napišite kemijsku jednadžbu reakcije O kojoj vrsti reakcije je riječ

7 Dodajte u čašu par kapi otopine barijeva klorida

8 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom Prisutnost kojih iona ste dokazali s

otopinom barijeva klorida

G Pavlović Praktikum opće kemije | 17

24 Reakcije oksidacije i redukcije 241 Oksidacijsko djelovanje kalijeva permanaganata u kiselim i lužnatim otopinama

Pribor stalak s epruvetama

Kemikalije c(KMnO4)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3

c(Na2SO3)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Razdijelite oko 30 mL otopine kalijeva permanganata u tri epruvete Uočite boju otopine

2 U prvu epruvetu ulijte 1-2 mL otopine sumporne kiseline u drugu 1-2 mL destilirane vode a u treću

1-2 ml otopine natrijeva hidroksida Uočite da ne dolazi do promjene boje u epruvetama

3 U svaku od triju epruveta dodajte po 05 -1 mL otopine kalijeva (ili natrijeva) sulfita

4 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskim jednadžbama

242 Reakcija otopine modre galice i aluminija

Pribor čaša od 50 mL menzura aluminijska folija

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte 20 mL otopine modre galice zadane koncentracije

2 Komadić aluminijske folije stavite u čašu

3 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom

243 Reakcija bakra i otopine srebrova nitrata

Pribor bakrena žica (ili bakrene strugotine) čaša menzura

Kemikalije w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Komadić bakrene žice (koji možete oblikovati u različite oblike) stavite u veću čašu u koju ste ulili

oko 20 mL otopine srebrova nitrata

2 Dolazi li do kemijske reakcije Što opažate Odgovor potkrijepite kemijskom jednadžbom

G Pavlović Praktikum opće kemije | 18

25 Reakcije nastajanja kompleksa 251 Kompleksi bakra

Pribor stalak s epruvetama kapaljka

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3 koncentrirana HCl koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Epruvetu napunite do trećine s otopinom modre galice (c = 1 mol L1)

2 Laganim dokapavanjem uz stijenku epruvete dodajte 2 ndash 3 mL konc klorovodične kiseline

3 Kapalicom pažljivo sadržaj epruvete nadslojite s 1 - 2 mL konc otopine amonijaka

4 Dobili ste tri različito obojena sloja Jednadžbama opišite koji su kompleksi nastali u svakom sloju

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Definirajte Lavoisierov zakon o održanju mase i objasnite ga

2 Kemijske reakcije u kojima nastaju soli su mnogobrojne Za svaku vrstu reakcije jednadžbom navedite primjer

1) izravna sinteza iz elemenata

2) reakcija metala i kiseline ndash nastaje sol i plin vodik

3) reakcija metalnog oksida i kiseline ndash nastaje sol i voda

4) neutralizacija obuhvaća

ndash reakciju baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida kiseline i baze pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i anhidrida kiseline pri čemu nastaje sol

5) reakcija izmjene iona ndash dvije soli otopljene u vodi daju dvije nove soli pri čemu je jedna topljiva a

druga vrlo slabo topljiva u vodi (taloži)

6) reakcije bdquoistiskivanjardquo

ndash sol1 + jača kiselina sol2 + anhidrid slabije kiseline + voda

ndash sol1 + jača baza sol2 + slabija baza

3 Od navedenih spojeva izdvojite baze

a) CH3COOH(aq) b) H3PO4(aq) c) H2CO3(aq) d) HCl(aq) e) NaOH(aq) f) Na2SO4(s) g) Al(OH)3(s)

4 Od navedenih spojeva izdvojite kiseline

a) H3BO3(aq) b) NH3(aq) c) KCl(s) d) H2S(aq) e) CuSO4(s) f) HF(g) g) HClO(aq)

5 Navedenim spojevima napišite kemijske

formule i izdvojite soli

a) modra galica

b) vapnenac

c) zemni plin

d) magnezijevo mlijeko (magnezijev

hidroksid)

e) vitriolno ulje (konc sumporna kiselina)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 19

f) kalcijev fosfat

6 U ionskom obliku napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida

8 Koji niz sadrži neispravno napisane formule soli

a) NH4Cl FeCl2 FeCl3 K2SO4

b) (NH4)3PO4 Ag2CrO4 KI KClO

c) ZnI2 AgSCN Ca3(PO4)2 NaHCO3

d) FeCO3 MnSO4 BeCl3 AlF3

9 Koja reakcija predstavlja reakciju taloženja

a) CaCO3 rarr CaO + CO2

b) HCl + KOH rarr H2O + KCl

c) Na2S + Ni(NO3)2 rarr NiS + 2NaNO3

d) Zn + CuCl2 rarr ZnCl2 + Cu

10 Za navedenu kemijsku reakciju odgovorite

2KMnO4(s)+ 16HCl(l) rarr 5Cl2(g)+ 2KCl (aq)+ 2MnCl2(aq)+ 8H2O(l)

a) Što je oksidans b) Što je reducens c) Što se oksidiralo d) Što se reduciralo

11 Napiši jednadžbe reakcija dvostruke izmjene (uz naznačivanje agregacijskih stanja)

a) srebrov nitrat + klorovodična kiselina

b) barijev klorid + sumporna kiselina

c) bakrov(II) sulfat + natrijev sulfid

d) natrijev klorid + sumporna kiselina

e) srebrov(I) nitrat + natrijev sulfat

f) aluminijev klorid + natrijev hidroksid

12 Što su kompleksni spojevi

13 Objasnite zašto je modra galica kompleksni spoj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe 1 Je li gorenje svijeće kemijska ili fizikalna pojava Objasnite

2 Navedite nekoliko fizikalnih pojava vezanih uz promjenu agregacijskih stanja tvari Objasnite zašto su to

fizikalne promjene

3 Dopunite tablicu

Naziv fazne

pretvorbe

Opis

fazne pretvorbe

Opis pretvorbe

jednadžbom

(X = tvar)

Oznake za faznu

pretvorbu

taljenje čvrsto tekuće X(s) X(l) l

s Δfus

isparavanje

sublimacija

očvršćivanje

kondenzacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 9: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 9

132 Natrijeva lužina NaOH

Pribor porculanska zdjelica kapaljka

Kemikalije NaOH (u granulama)

Postupak izvođenja pokusa

1 Na porculansku zdjelicu stavite nekoliko granula NaOH Zabilježite opažanja O kojem svojstvu se

tu radi

133 Određivanje vrijednosti pH indikatorima

Pribor stalak s epruvetama univerzalni indikatorski papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3 c(NH3)=01 mol dm3

c(Ca(OH)2)=01 mol dm3 c(H3PO4)=01 mol dm3 c(NaCl)=01 mol dm3 c(CH3COOH)= 01 mol dm3

c(CH3COONa)= 01 mol dm3 c(CH3COONH4)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina otopina metiloranža

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte po 2 mL određene otopine u tri epruvete i u svakoj odredite indikatorima vrijednost pH

Zabilježite promjene boje indikatora

2 Ponovite postupak za svaku otopinu iz tablice Sve otopine su jednake koncentracije Zabilježite

opažanja u zadanu Tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

Boja metiloranža

Boja fenolftaleina

pH

HCl

H2SO4

NaOH

NH3(aq)

Ca(OH)2

H3PO4

NaCl

CH3COOH

CH3COONa

CH3COONH4

G Pavlović Praktikum opće kemije | 10

134 Određivanje vrijednosti pH otopine nastale miješanjem otopina različite koncentracije

Pribor univerzalni indikatorski papir čaša od 50 mL menzura stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH)=02 mol dm3 c(NaOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite vrijednosti pH polaznih otopina univerzalnim indikatorskim papirom

2 Pomiješajte u čaši od 50 mL 10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 i

10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3

3 Procijenite vrijednost pH konačne otopine nakon miješanja u čaši (stakleni štapić)

4 Zabilježite vrijednosti i opažanja je li se vrijednost pH promijenila

135 Usporedba vrijednosti pH dviju kiselina Utjecaj koncentracije kiseline na vrijednost pH

Pribor univerzalni indikatorski papir dvije čaše od 50 mL menzura od 5 mL

Kemikalije c(H2SO4)=01 mol dm3 c(CH3COOH)=01 mol dm3 c(H2SO4)=001 mol dm3

c(CH3COOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite univerzalnim indikatorskim papirom je li kiselija otopina sumporne ili octene (etanske)

kiseline ako ste u dvije čaše od 50 mL odlili jednake volumene (5 mL menzure) svake od tih otopina

jednakih koncentracija c = 01 mol dm3 Što zaključujete

2 Ponovite pokus s 10 puta nižim koncentracijama kiselina Što zaključujete

14 Kemikalije u kućanstvu i neka njihova svojstva

Cilj vježbe Upoznavanje s kiselošću odnosno bazičnošću uobičajenih kemikalija koje

rabimo u kućanstvu tumačenje vrijednosti pH na temelju njihova kemijskog

sastava računanje pH i pOH vrijednosti

Ključne riječi kiseline baze soli indikatori određivanje vrijednosti pH

Pribor univerzalni indikatorski papir epruveta (7 kom) pinceta žlica

Kemikalije različiti uzorci kemikalija koje koristimo u kućanstvu (limunska kiselina ocat prašak za

pecivo soda bikarbona neka sredstva za čišćenje na bazi amonijaka bdquoVarikinaldquo Epsomova sol

MgSO4 middot7H2O)

Postupak izvođenja pokusa Univerzalnim indikatorskim papirom odredite vrijednosti pH otopina

različitih uzoraka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 11

Zapažanja zabilježite u tablicu (u vašim Dnevnicima rada)

uzorak boja univerzalnog

indikatorskog papira

pH pOH

Pitanja i zadaci (za vježbu 13 i 14)

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što su kiseline Navedite nekoliko anorganskih kiselina kemijskom formulom i nazivom

2 Što su baze Koja je razlika između baza hidroksida i lužina

3 Navedite kemijskom formulom i nazivom sve alkalijske i zemnoalkalijske hidrokside

4 Koje kiselo-bazne teorije poznajete Obrazložite ih u nekoliko rečenica i navedite primjere

5 Što su soli Navedite formulama i nazivom sve natrijeve halogenide

6 Što je hidroliza soli Odgovor potkrijepite primjerima

7 Dopunite tablicu

Vrsta soli Primjer Ion podložan

hidrolizi

pH otopine

kation jake baze anion jake kiseline niti jedan asymp 7

KNO2 CH3COONa

kation slabe baze anion jake kiseline lt 7

kation slabe baze anion slabe

kiseline

Ka gt Kb pH lt 7

Kalt Kb pH gt 7

Ka asymp Kb pH asymp 7

8 Napišite uravnotežene kemijske jednadžbe za reakcije navedene riječima

a) sumporna kiselina + kalijev hidroksid kalijev hidrogensulfat + voda

b) ugljična kiselina + natrijev hidroksid natrijev karbonat + voda

c) ugljikov dioksid + voda ugljična kiselina

d) kalcijev hidroksid + fosforna kiselina kalcijev hidrogenfosfat + voda

e) klorovodik + voda klorovodična kiselina

9 Što je pH Što je pOH Napišite izraze koji povezuju pH i pOH

G Pavlović Praktikum opće kemije | 12

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Navedite po nekoliko rečenica koja opisuju svojstva osnovnih kiselina i baza koje koristimo u

kemijskom laboratoriju

a) sumporne

b) klorovodične (kloridne)

c) dušične

d) natrijeve i kalijeve lužine

2 Za svaku od kiselina baza i soli u Tablici (uz pokus 133) napišite jednadžbu disocijacije u vodi Za

višeprotonske kiseline napišite sve stupnjeve disocijacije

3 Dopunite sljedeću tablicu

otopina pH pOH [H+] mol dm3 [OH] mol dm3 kiselobazično

neutralno

A 688

B 84middot1014

C 311

D 10middot107

4 Navedite kemijske formule i nazive aniona kiselinskog ostatka navedenih kiselina

A klorovodična

B sumporovodična

C bromovodična

D cijanovodična

E hipoklorasta

F dušikasta

G dušična

5 Miješanjem 500 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 (otopina A) i

200 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3 (otopina B) dobivena je treća otopina

C Izračunajte i odgovorite

a) Kolika je množinska koncentracija otopine C

b) Koliki je pH otopine C

c) Koliki je pOH otopine A

d) Kolika je masena koncentracija otopine B ako joj dodamo pola litre destilirane vode

e) Koliko mola klorovodične kiseline treba dodati u otopinu A da bi sav natrijev hidroksid izreagirao

Napišite jednadžbu reakcije Koliki je pH nastale otopine

Kemijska formula

kiseline

Naziv aniona

kiselinskog ostatka

A

B

C

D

E

F

G

G Pavlović Praktikum opće kemije | 13

6 Napišite formulama sljedeće spojeve

a) amonijev sulfit ____________________________

b) aluminijev fosfat ____________________________

c) perklorna kiselina ____________________________

d) željezov sulfat heptahidrat _______________________

e) natrijev nitrit ____________________________

7 Navedite nazive sljedećih spojeva

a) AgCl __________________________________

b) BaSO4 ___________________________________________________

c) Cu(NO3)2 ___________________________________________________

d) HClO __________________________________

e) Na2S __________________________________

8 Neutralizacijom koje kiseline i baze nastaju navedene soli Podastrite kemijske jednadžbe

a) KCl __________________________________________________________

b) K3PO4 _______________________________________________________________________________________

c) Ca(CN)2 _______________________________________________________________________________________

d) NH4NO3 _______________________________________________________________________________________

e) CaSO4 _______________________________________________________________________________________

9 Kolika je vrijednost pH vodene otopine klorovodične kiseline koncentracije

0010 mol dm3

10 Kolika je vrijednost pH vodene otopine NaOH čija je koncentracija 0050 mol dm3

11 Koliki je pH vode pri 37 C ako je pri toj temperaturi ionski produkt vode

25 1014 mol2 dm6

12 Izračunajte masenu i množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako 500 mL otopine sadržava

048 mol kiseline

13 Na slici je prikazana naljepnica s boce koncentrirane dušične (nitratne) kiseline Koje sve informacije

možete pročitati s naljepnice Koje su to fizikalne veličine i njihove mjerne jedinice

14 Napišite nazivom i kemijskom formulom spojeve koji se spominju u pokusu 14

15 Napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine __________________________________________

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida __________________________________________

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine _______________________________________________

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida __________________________________________

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida ____________________________________________

Naziv

fizikalne

veličine

Simbol

fizikalne

veličine

Mjerna

jedinica

G Pavlović Praktikum opće kemije | 14

16 Zadan je amonijev kation Napišite formule amonijevih soli ako su zadani sljedeći anioni

kiselinskog ostatka

a) sulfidni b) acetatni c) hidrogensulfatni d) kromatni e) hidrogenkarbonatni

f) perkloratni

17 Koliki je pH otopine kalijeve lužine množinske koncentracije 00347 mol dm3

18 Koliko puta se promijeni koncentracija hidroksidnih iona u nekoj otopini ako se njena vrijednost

pOH promijeni s 2 na 4

19 Koliko grama natrijeve lužine je potrebno za pripravu 546 mL otopine čiji je pH = 98

G Pavlović Praktikum opće kemije | 15

2 Vrste kemijskih reakcija

21 Fizikalne i kemijske promjene

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije otopina limunske kiseline otopina NaHCO3

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 10 mL (menzura) otopine limunske kiseline Izvažite na digitalnoj tehničkoj vagi

2 Izvažite na istoj vagi zasebno sodu-bikarbonu (uporabom papirnate lađice) koju ste dodali sa vrha

žličice

3 Zbrojite mase izvagane epruvete s otopinom limunske kiseline i masu sode-bikarbone

4 Dodajte sodu-bikarbonu u epruvetu s limunskom kiselinom tako da je istresete s papirnate lađice

5 Zabilježite opažanja i objasnite pojavu pjenjenja

6 Nakon prestanka pjenjenja ponovo izvažite epruvetu i sadržaj u njoj

7 Objasnite opažanja o promjeni mase prije i poslije dodavanja sode-bikarbone

8 Objasnite o kakvoj se pojavi radi fizikalnoj ili kemijskoj

22 Taloženje (precipitacija) srebrova klorida

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 2 mL otopine HCl

2 Dodajte 2 mL otopine AgNO3

3 Zabilježite opažanja Što je po kemijskom sastavu nastali bijeli talog Što je ostalo u otopini Opišite

promjene kemijskom jednadžbom

Cilj vježbe Razlikovati kemijsku i fizikalnu promjenu prepoznati i objasniti osnovne

vrste kemijskih reakcija

Ključne riječi Fizikalna promjena kemijska reakcija vrste kemijskih reakcija ndashdefinicije i

primjeri (neutralizacija taloženje redoks reakcije reakcije kompleksiranja)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 16

23 Neutralizacija 231 Neutralizacija klorovodične kiseline amonijakom

Pribor dva satna stakla

Kemikalije koncentrirana HCl koncentrirane otopine NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Radite u digestoru Na predmetno stakalce dodajte par kapi otopine konc klorovodične kiseline

2 Na drugo predmetno stakalce dodajte par kapi koncentrirane otopine amonijaka

3 Približite satna stakalca i promatrajte što se zbiva

4 Opažene pojave potkrijepite kemijskom jednadžbom

232 Neutralizacije natrijeve lužine sumpornom kiselinom

Pribor pipeta čaša od 50 mL stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH) = 01 mol dm3 c(H2SO4) = 01 mol dm3 otopina fenolftaleina w (BaCl2) = 5

Postupak izvođenja pokusa

1 Pipetom točno izmjerite volumen od 5 mL otopine natrijeva hidroksida zadane množinske

koncentracije i prebacite ga u čašu od 50 mL

2 Dodajte kap fenolftaleina Zabilježite promjenu boje

3 Izračunajte koliko mL otopine sumporne kiseline morate otpipetirati za neutralizaciju otopine

natrijeva hidroksida ako je koncentracija sumporne kiseline dvostruko veća od koncentracije otopine

natrijeva hidroksida

4 Otpipetirajte u čašu s otopinom natrijeva hidroksida izračunate mL sumporne kiseline

5 Promiješajte sadržaj u čaši staklenim štapićem Zabilježite opažanja

6 Napišite kemijsku jednadžbu reakcije O kojoj vrsti reakcije je riječ

7 Dodajte u čašu par kapi otopine barijeva klorida

8 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom Prisutnost kojih iona ste dokazali s

otopinom barijeva klorida

G Pavlović Praktikum opće kemije | 17

24 Reakcije oksidacije i redukcije 241 Oksidacijsko djelovanje kalijeva permanaganata u kiselim i lužnatim otopinama

Pribor stalak s epruvetama

Kemikalije c(KMnO4)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3

c(Na2SO3)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Razdijelite oko 30 mL otopine kalijeva permanganata u tri epruvete Uočite boju otopine

2 U prvu epruvetu ulijte 1-2 mL otopine sumporne kiseline u drugu 1-2 mL destilirane vode a u treću

1-2 ml otopine natrijeva hidroksida Uočite da ne dolazi do promjene boje u epruvetama

3 U svaku od triju epruveta dodajte po 05 -1 mL otopine kalijeva (ili natrijeva) sulfita

4 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskim jednadžbama

242 Reakcija otopine modre galice i aluminija

Pribor čaša od 50 mL menzura aluminijska folija

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte 20 mL otopine modre galice zadane koncentracije

2 Komadić aluminijske folije stavite u čašu

3 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom

243 Reakcija bakra i otopine srebrova nitrata

Pribor bakrena žica (ili bakrene strugotine) čaša menzura

Kemikalije w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Komadić bakrene žice (koji možete oblikovati u različite oblike) stavite u veću čašu u koju ste ulili

oko 20 mL otopine srebrova nitrata

2 Dolazi li do kemijske reakcije Što opažate Odgovor potkrijepite kemijskom jednadžbom

G Pavlović Praktikum opće kemije | 18

25 Reakcije nastajanja kompleksa 251 Kompleksi bakra

Pribor stalak s epruvetama kapaljka

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3 koncentrirana HCl koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Epruvetu napunite do trećine s otopinom modre galice (c = 1 mol L1)

2 Laganim dokapavanjem uz stijenku epruvete dodajte 2 ndash 3 mL konc klorovodične kiseline

3 Kapalicom pažljivo sadržaj epruvete nadslojite s 1 - 2 mL konc otopine amonijaka

4 Dobili ste tri različito obojena sloja Jednadžbama opišite koji su kompleksi nastali u svakom sloju

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Definirajte Lavoisierov zakon o održanju mase i objasnite ga

2 Kemijske reakcije u kojima nastaju soli su mnogobrojne Za svaku vrstu reakcije jednadžbom navedite primjer

1) izravna sinteza iz elemenata

2) reakcija metala i kiseline ndash nastaje sol i plin vodik

3) reakcija metalnog oksida i kiseline ndash nastaje sol i voda

4) neutralizacija obuhvaća

ndash reakciju baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida kiseline i baze pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i anhidrida kiseline pri čemu nastaje sol

5) reakcija izmjene iona ndash dvije soli otopljene u vodi daju dvije nove soli pri čemu je jedna topljiva a

druga vrlo slabo topljiva u vodi (taloži)

6) reakcije bdquoistiskivanjardquo

ndash sol1 + jača kiselina sol2 + anhidrid slabije kiseline + voda

ndash sol1 + jača baza sol2 + slabija baza

3 Od navedenih spojeva izdvojite baze

a) CH3COOH(aq) b) H3PO4(aq) c) H2CO3(aq) d) HCl(aq) e) NaOH(aq) f) Na2SO4(s) g) Al(OH)3(s)

4 Od navedenih spojeva izdvojite kiseline

a) H3BO3(aq) b) NH3(aq) c) KCl(s) d) H2S(aq) e) CuSO4(s) f) HF(g) g) HClO(aq)

5 Navedenim spojevima napišite kemijske

formule i izdvojite soli

a) modra galica

b) vapnenac

c) zemni plin

d) magnezijevo mlijeko (magnezijev

hidroksid)

e) vitriolno ulje (konc sumporna kiselina)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 19

f) kalcijev fosfat

6 U ionskom obliku napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida

8 Koji niz sadrži neispravno napisane formule soli

a) NH4Cl FeCl2 FeCl3 K2SO4

b) (NH4)3PO4 Ag2CrO4 KI KClO

c) ZnI2 AgSCN Ca3(PO4)2 NaHCO3

d) FeCO3 MnSO4 BeCl3 AlF3

9 Koja reakcija predstavlja reakciju taloženja

a) CaCO3 rarr CaO + CO2

b) HCl + KOH rarr H2O + KCl

c) Na2S + Ni(NO3)2 rarr NiS + 2NaNO3

d) Zn + CuCl2 rarr ZnCl2 + Cu

10 Za navedenu kemijsku reakciju odgovorite

2KMnO4(s)+ 16HCl(l) rarr 5Cl2(g)+ 2KCl (aq)+ 2MnCl2(aq)+ 8H2O(l)

a) Što je oksidans b) Što je reducens c) Što se oksidiralo d) Što se reduciralo

11 Napiši jednadžbe reakcija dvostruke izmjene (uz naznačivanje agregacijskih stanja)

a) srebrov nitrat + klorovodična kiselina

b) barijev klorid + sumporna kiselina

c) bakrov(II) sulfat + natrijev sulfid

d) natrijev klorid + sumporna kiselina

e) srebrov(I) nitrat + natrijev sulfat

f) aluminijev klorid + natrijev hidroksid

12 Što su kompleksni spojevi

13 Objasnite zašto je modra galica kompleksni spoj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe 1 Je li gorenje svijeće kemijska ili fizikalna pojava Objasnite

2 Navedite nekoliko fizikalnih pojava vezanih uz promjenu agregacijskih stanja tvari Objasnite zašto su to

fizikalne promjene

3 Dopunite tablicu

Naziv fazne

pretvorbe

Opis

fazne pretvorbe

Opis pretvorbe

jednadžbom

(X = tvar)

Oznake za faznu

pretvorbu

taljenje čvrsto tekuće X(s) X(l) l

s Δfus

isparavanje

sublimacija

očvršćivanje

kondenzacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 10: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 10

134 Određivanje vrijednosti pH otopine nastale miješanjem otopina različite koncentracije

Pribor univerzalni indikatorski papir čaša od 50 mL menzura stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH)=02 mol dm3 c(NaOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite vrijednosti pH polaznih otopina univerzalnim indikatorskim papirom

2 Pomiješajte u čaši od 50 mL 10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 i

10 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3

3 Procijenite vrijednost pH konačne otopine nakon miješanja u čaši (stakleni štapić)

4 Zabilježite vrijednosti i opažanja je li se vrijednost pH promijenila

135 Usporedba vrijednosti pH dviju kiselina Utjecaj koncentracije kiseline na vrijednost pH

Pribor univerzalni indikatorski papir dvije čaše od 50 mL menzura od 5 mL

Kemikalije c(H2SO4)=01 mol dm3 c(CH3COOH)=01 mol dm3 c(H2SO4)=001 mol dm3

c(CH3COOH)=001 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Procijenite univerzalnim indikatorskim papirom je li kiselija otopina sumporne ili octene (etanske)

kiseline ako ste u dvije čaše od 50 mL odlili jednake volumene (5 mL menzure) svake od tih otopina

jednakih koncentracija c = 01 mol dm3 Što zaključujete

2 Ponovite pokus s 10 puta nižim koncentracijama kiselina Što zaključujete

14 Kemikalije u kućanstvu i neka njihova svojstva

Cilj vježbe Upoznavanje s kiselošću odnosno bazičnošću uobičajenih kemikalija koje

rabimo u kućanstvu tumačenje vrijednosti pH na temelju njihova kemijskog

sastava računanje pH i pOH vrijednosti

Ključne riječi kiseline baze soli indikatori određivanje vrijednosti pH

Pribor univerzalni indikatorski papir epruveta (7 kom) pinceta žlica

Kemikalije različiti uzorci kemikalija koje koristimo u kućanstvu (limunska kiselina ocat prašak za

pecivo soda bikarbona neka sredstva za čišćenje na bazi amonijaka bdquoVarikinaldquo Epsomova sol

MgSO4 middot7H2O)

Postupak izvođenja pokusa Univerzalnim indikatorskim papirom odredite vrijednosti pH otopina

različitih uzoraka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 11

Zapažanja zabilježite u tablicu (u vašim Dnevnicima rada)

uzorak boja univerzalnog

indikatorskog papira

pH pOH

Pitanja i zadaci (za vježbu 13 i 14)

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što su kiseline Navedite nekoliko anorganskih kiselina kemijskom formulom i nazivom

2 Što su baze Koja je razlika između baza hidroksida i lužina

3 Navedite kemijskom formulom i nazivom sve alkalijske i zemnoalkalijske hidrokside

4 Koje kiselo-bazne teorije poznajete Obrazložite ih u nekoliko rečenica i navedite primjere

5 Što su soli Navedite formulama i nazivom sve natrijeve halogenide

6 Što je hidroliza soli Odgovor potkrijepite primjerima

7 Dopunite tablicu

Vrsta soli Primjer Ion podložan

hidrolizi

pH otopine

kation jake baze anion jake kiseline niti jedan asymp 7

KNO2 CH3COONa

kation slabe baze anion jake kiseline lt 7

kation slabe baze anion slabe

kiseline

Ka gt Kb pH lt 7

Kalt Kb pH gt 7

Ka asymp Kb pH asymp 7

8 Napišite uravnotežene kemijske jednadžbe za reakcije navedene riječima

a) sumporna kiselina + kalijev hidroksid kalijev hidrogensulfat + voda

b) ugljična kiselina + natrijev hidroksid natrijev karbonat + voda

c) ugljikov dioksid + voda ugljična kiselina

d) kalcijev hidroksid + fosforna kiselina kalcijev hidrogenfosfat + voda

e) klorovodik + voda klorovodična kiselina

9 Što je pH Što je pOH Napišite izraze koji povezuju pH i pOH

G Pavlović Praktikum opće kemije | 12

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Navedite po nekoliko rečenica koja opisuju svojstva osnovnih kiselina i baza koje koristimo u

kemijskom laboratoriju

a) sumporne

b) klorovodične (kloridne)

c) dušične

d) natrijeve i kalijeve lužine

2 Za svaku od kiselina baza i soli u Tablici (uz pokus 133) napišite jednadžbu disocijacije u vodi Za

višeprotonske kiseline napišite sve stupnjeve disocijacije

3 Dopunite sljedeću tablicu

otopina pH pOH [H+] mol dm3 [OH] mol dm3 kiselobazično

neutralno

A 688

B 84middot1014

C 311

D 10middot107

4 Navedite kemijske formule i nazive aniona kiselinskog ostatka navedenih kiselina

A klorovodična

B sumporovodična

C bromovodična

D cijanovodična

E hipoklorasta

F dušikasta

G dušična

5 Miješanjem 500 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 (otopina A) i

200 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3 (otopina B) dobivena je treća otopina

C Izračunajte i odgovorite

a) Kolika je množinska koncentracija otopine C

b) Koliki je pH otopine C

c) Koliki je pOH otopine A

d) Kolika je masena koncentracija otopine B ako joj dodamo pola litre destilirane vode

e) Koliko mola klorovodične kiseline treba dodati u otopinu A da bi sav natrijev hidroksid izreagirao

Napišite jednadžbu reakcije Koliki je pH nastale otopine

Kemijska formula

kiseline

Naziv aniona

kiselinskog ostatka

A

B

C

D

E

F

G

G Pavlović Praktikum opće kemije | 13

6 Napišite formulama sljedeće spojeve

a) amonijev sulfit ____________________________

b) aluminijev fosfat ____________________________

c) perklorna kiselina ____________________________

d) željezov sulfat heptahidrat _______________________

e) natrijev nitrit ____________________________

7 Navedite nazive sljedećih spojeva

a) AgCl __________________________________

b) BaSO4 ___________________________________________________

c) Cu(NO3)2 ___________________________________________________

d) HClO __________________________________

e) Na2S __________________________________

8 Neutralizacijom koje kiseline i baze nastaju navedene soli Podastrite kemijske jednadžbe

a) KCl __________________________________________________________

b) K3PO4 _______________________________________________________________________________________

c) Ca(CN)2 _______________________________________________________________________________________

d) NH4NO3 _______________________________________________________________________________________

e) CaSO4 _______________________________________________________________________________________

9 Kolika je vrijednost pH vodene otopine klorovodične kiseline koncentracije

0010 mol dm3

10 Kolika je vrijednost pH vodene otopine NaOH čija je koncentracija 0050 mol dm3

11 Koliki je pH vode pri 37 C ako je pri toj temperaturi ionski produkt vode

25 1014 mol2 dm6

12 Izračunajte masenu i množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako 500 mL otopine sadržava

048 mol kiseline

13 Na slici je prikazana naljepnica s boce koncentrirane dušične (nitratne) kiseline Koje sve informacije

možete pročitati s naljepnice Koje su to fizikalne veličine i njihove mjerne jedinice

14 Napišite nazivom i kemijskom formulom spojeve koji se spominju u pokusu 14

15 Napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine __________________________________________

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida __________________________________________

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine _______________________________________________

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida __________________________________________

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida ____________________________________________

Naziv

fizikalne

veličine

Simbol

fizikalne

veličine

Mjerna

jedinica

G Pavlović Praktikum opće kemije | 14

16 Zadan je amonijev kation Napišite formule amonijevih soli ako su zadani sljedeći anioni

kiselinskog ostatka

a) sulfidni b) acetatni c) hidrogensulfatni d) kromatni e) hidrogenkarbonatni

f) perkloratni

17 Koliki je pH otopine kalijeve lužine množinske koncentracije 00347 mol dm3

18 Koliko puta se promijeni koncentracija hidroksidnih iona u nekoj otopini ako se njena vrijednost

pOH promijeni s 2 na 4

19 Koliko grama natrijeve lužine je potrebno za pripravu 546 mL otopine čiji je pH = 98

G Pavlović Praktikum opće kemije | 15

2 Vrste kemijskih reakcija

21 Fizikalne i kemijske promjene

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije otopina limunske kiseline otopina NaHCO3

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 10 mL (menzura) otopine limunske kiseline Izvažite na digitalnoj tehničkoj vagi

2 Izvažite na istoj vagi zasebno sodu-bikarbonu (uporabom papirnate lađice) koju ste dodali sa vrha

žličice

3 Zbrojite mase izvagane epruvete s otopinom limunske kiseline i masu sode-bikarbone

4 Dodajte sodu-bikarbonu u epruvetu s limunskom kiselinom tako da je istresete s papirnate lađice

5 Zabilježite opažanja i objasnite pojavu pjenjenja

6 Nakon prestanka pjenjenja ponovo izvažite epruvetu i sadržaj u njoj

7 Objasnite opažanja o promjeni mase prije i poslije dodavanja sode-bikarbone

8 Objasnite o kakvoj se pojavi radi fizikalnoj ili kemijskoj

22 Taloženje (precipitacija) srebrova klorida

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 2 mL otopine HCl

2 Dodajte 2 mL otopine AgNO3

3 Zabilježite opažanja Što je po kemijskom sastavu nastali bijeli talog Što je ostalo u otopini Opišite

promjene kemijskom jednadžbom

Cilj vježbe Razlikovati kemijsku i fizikalnu promjenu prepoznati i objasniti osnovne

vrste kemijskih reakcija

Ključne riječi Fizikalna promjena kemijska reakcija vrste kemijskih reakcija ndashdefinicije i

primjeri (neutralizacija taloženje redoks reakcije reakcije kompleksiranja)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 16

23 Neutralizacija 231 Neutralizacija klorovodične kiseline amonijakom

Pribor dva satna stakla

Kemikalije koncentrirana HCl koncentrirane otopine NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Radite u digestoru Na predmetno stakalce dodajte par kapi otopine konc klorovodične kiseline

2 Na drugo predmetno stakalce dodajte par kapi koncentrirane otopine amonijaka

3 Približite satna stakalca i promatrajte što se zbiva

4 Opažene pojave potkrijepite kemijskom jednadžbom

232 Neutralizacije natrijeve lužine sumpornom kiselinom

Pribor pipeta čaša od 50 mL stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH) = 01 mol dm3 c(H2SO4) = 01 mol dm3 otopina fenolftaleina w (BaCl2) = 5

Postupak izvođenja pokusa

1 Pipetom točno izmjerite volumen od 5 mL otopine natrijeva hidroksida zadane množinske

koncentracije i prebacite ga u čašu od 50 mL

2 Dodajte kap fenolftaleina Zabilježite promjenu boje

3 Izračunajte koliko mL otopine sumporne kiseline morate otpipetirati za neutralizaciju otopine

natrijeva hidroksida ako je koncentracija sumporne kiseline dvostruko veća od koncentracije otopine

natrijeva hidroksida

4 Otpipetirajte u čašu s otopinom natrijeva hidroksida izračunate mL sumporne kiseline

5 Promiješajte sadržaj u čaši staklenim štapićem Zabilježite opažanja

6 Napišite kemijsku jednadžbu reakcije O kojoj vrsti reakcije je riječ

7 Dodajte u čašu par kapi otopine barijeva klorida

8 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom Prisutnost kojih iona ste dokazali s

otopinom barijeva klorida

G Pavlović Praktikum opće kemije | 17

24 Reakcije oksidacije i redukcije 241 Oksidacijsko djelovanje kalijeva permanaganata u kiselim i lužnatim otopinama

Pribor stalak s epruvetama

Kemikalije c(KMnO4)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3

c(Na2SO3)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Razdijelite oko 30 mL otopine kalijeva permanganata u tri epruvete Uočite boju otopine

2 U prvu epruvetu ulijte 1-2 mL otopine sumporne kiseline u drugu 1-2 mL destilirane vode a u treću

1-2 ml otopine natrijeva hidroksida Uočite da ne dolazi do promjene boje u epruvetama

3 U svaku od triju epruveta dodajte po 05 -1 mL otopine kalijeva (ili natrijeva) sulfita

4 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskim jednadžbama

242 Reakcija otopine modre galice i aluminija

Pribor čaša od 50 mL menzura aluminijska folija

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte 20 mL otopine modre galice zadane koncentracije

2 Komadić aluminijske folije stavite u čašu

3 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom

243 Reakcija bakra i otopine srebrova nitrata

Pribor bakrena žica (ili bakrene strugotine) čaša menzura

Kemikalije w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Komadić bakrene žice (koji možete oblikovati u različite oblike) stavite u veću čašu u koju ste ulili

oko 20 mL otopine srebrova nitrata

2 Dolazi li do kemijske reakcije Što opažate Odgovor potkrijepite kemijskom jednadžbom

G Pavlović Praktikum opće kemije | 18

25 Reakcije nastajanja kompleksa 251 Kompleksi bakra

Pribor stalak s epruvetama kapaljka

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3 koncentrirana HCl koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Epruvetu napunite do trećine s otopinom modre galice (c = 1 mol L1)

2 Laganim dokapavanjem uz stijenku epruvete dodajte 2 ndash 3 mL konc klorovodične kiseline

3 Kapalicom pažljivo sadržaj epruvete nadslojite s 1 - 2 mL konc otopine amonijaka

4 Dobili ste tri različito obojena sloja Jednadžbama opišite koji su kompleksi nastali u svakom sloju

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Definirajte Lavoisierov zakon o održanju mase i objasnite ga

2 Kemijske reakcije u kojima nastaju soli su mnogobrojne Za svaku vrstu reakcije jednadžbom navedite primjer

1) izravna sinteza iz elemenata

2) reakcija metala i kiseline ndash nastaje sol i plin vodik

3) reakcija metalnog oksida i kiseline ndash nastaje sol i voda

4) neutralizacija obuhvaća

ndash reakciju baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida kiseline i baze pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i anhidrida kiseline pri čemu nastaje sol

5) reakcija izmjene iona ndash dvije soli otopljene u vodi daju dvije nove soli pri čemu je jedna topljiva a

druga vrlo slabo topljiva u vodi (taloži)

6) reakcije bdquoistiskivanjardquo

ndash sol1 + jača kiselina sol2 + anhidrid slabije kiseline + voda

ndash sol1 + jača baza sol2 + slabija baza

3 Od navedenih spojeva izdvojite baze

a) CH3COOH(aq) b) H3PO4(aq) c) H2CO3(aq) d) HCl(aq) e) NaOH(aq) f) Na2SO4(s) g) Al(OH)3(s)

4 Od navedenih spojeva izdvojite kiseline

a) H3BO3(aq) b) NH3(aq) c) KCl(s) d) H2S(aq) e) CuSO4(s) f) HF(g) g) HClO(aq)

5 Navedenim spojevima napišite kemijske

formule i izdvojite soli

a) modra galica

b) vapnenac

c) zemni plin

d) magnezijevo mlijeko (magnezijev

hidroksid)

e) vitriolno ulje (konc sumporna kiselina)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 19

f) kalcijev fosfat

6 U ionskom obliku napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida

8 Koji niz sadrži neispravno napisane formule soli

a) NH4Cl FeCl2 FeCl3 K2SO4

b) (NH4)3PO4 Ag2CrO4 KI KClO

c) ZnI2 AgSCN Ca3(PO4)2 NaHCO3

d) FeCO3 MnSO4 BeCl3 AlF3

9 Koja reakcija predstavlja reakciju taloženja

a) CaCO3 rarr CaO + CO2

b) HCl + KOH rarr H2O + KCl

c) Na2S + Ni(NO3)2 rarr NiS + 2NaNO3

d) Zn + CuCl2 rarr ZnCl2 + Cu

10 Za navedenu kemijsku reakciju odgovorite

2KMnO4(s)+ 16HCl(l) rarr 5Cl2(g)+ 2KCl (aq)+ 2MnCl2(aq)+ 8H2O(l)

a) Što je oksidans b) Što je reducens c) Što se oksidiralo d) Što se reduciralo

11 Napiši jednadžbe reakcija dvostruke izmjene (uz naznačivanje agregacijskih stanja)

a) srebrov nitrat + klorovodična kiselina

b) barijev klorid + sumporna kiselina

c) bakrov(II) sulfat + natrijev sulfid

d) natrijev klorid + sumporna kiselina

e) srebrov(I) nitrat + natrijev sulfat

f) aluminijev klorid + natrijev hidroksid

12 Što su kompleksni spojevi

13 Objasnite zašto je modra galica kompleksni spoj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe 1 Je li gorenje svijeće kemijska ili fizikalna pojava Objasnite

2 Navedite nekoliko fizikalnih pojava vezanih uz promjenu agregacijskih stanja tvari Objasnite zašto su to

fizikalne promjene

3 Dopunite tablicu

Naziv fazne

pretvorbe

Opis

fazne pretvorbe

Opis pretvorbe

jednadžbom

(X = tvar)

Oznake za faznu

pretvorbu

taljenje čvrsto tekuće X(s) X(l) l

s Δfus

isparavanje

sublimacija

očvršćivanje

kondenzacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 11: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 11

Zapažanja zabilježite u tablicu (u vašim Dnevnicima rada)

uzorak boja univerzalnog

indikatorskog papira

pH pOH

Pitanja i zadaci (za vježbu 13 i 14)

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što su kiseline Navedite nekoliko anorganskih kiselina kemijskom formulom i nazivom

2 Što su baze Koja je razlika između baza hidroksida i lužina

3 Navedite kemijskom formulom i nazivom sve alkalijske i zemnoalkalijske hidrokside

4 Koje kiselo-bazne teorije poznajete Obrazložite ih u nekoliko rečenica i navedite primjere

5 Što su soli Navedite formulama i nazivom sve natrijeve halogenide

6 Što je hidroliza soli Odgovor potkrijepite primjerima

7 Dopunite tablicu

Vrsta soli Primjer Ion podložan

hidrolizi

pH otopine

kation jake baze anion jake kiseline niti jedan asymp 7

KNO2 CH3COONa

kation slabe baze anion jake kiseline lt 7

kation slabe baze anion slabe

kiseline

Ka gt Kb pH lt 7

Kalt Kb pH gt 7

Ka asymp Kb pH asymp 7

8 Napišite uravnotežene kemijske jednadžbe za reakcije navedene riječima

a) sumporna kiselina + kalijev hidroksid kalijev hidrogensulfat + voda

b) ugljična kiselina + natrijev hidroksid natrijev karbonat + voda

c) ugljikov dioksid + voda ugljična kiselina

d) kalcijev hidroksid + fosforna kiselina kalcijev hidrogenfosfat + voda

e) klorovodik + voda klorovodična kiselina

9 Što je pH Što je pOH Napišite izraze koji povezuju pH i pOH

G Pavlović Praktikum opće kemije | 12

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Navedite po nekoliko rečenica koja opisuju svojstva osnovnih kiselina i baza koje koristimo u

kemijskom laboratoriju

a) sumporne

b) klorovodične (kloridne)

c) dušične

d) natrijeve i kalijeve lužine

2 Za svaku od kiselina baza i soli u Tablici (uz pokus 133) napišite jednadžbu disocijacije u vodi Za

višeprotonske kiseline napišite sve stupnjeve disocijacije

3 Dopunite sljedeću tablicu

otopina pH pOH [H+] mol dm3 [OH] mol dm3 kiselobazično

neutralno

A 688

B 84middot1014

C 311

D 10middot107

4 Navedite kemijske formule i nazive aniona kiselinskog ostatka navedenih kiselina

A klorovodična

B sumporovodična

C bromovodična

D cijanovodična

E hipoklorasta

F dušikasta

G dušična

5 Miješanjem 500 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 (otopina A) i

200 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3 (otopina B) dobivena je treća otopina

C Izračunajte i odgovorite

a) Kolika je množinska koncentracija otopine C

b) Koliki je pH otopine C

c) Koliki je pOH otopine A

d) Kolika je masena koncentracija otopine B ako joj dodamo pola litre destilirane vode

e) Koliko mola klorovodične kiseline treba dodati u otopinu A da bi sav natrijev hidroksid izreagirao

Napišite jednadžbu reakcije Koliki je pH nastale otopine

Kemijska formula

kiseline

Naziv aniona

kiselinskog ostatka

A

B

C

D

E

F

G

G Pavlović Praktikum opće kemije | 13

6 Napišite formulama sljedeće spojeve

a) amonijev sulfit ____________________________

b) aluminijev fosfat ____________________________

c) perklorna kiselina ____________________________

d) željezov sulfat heptahidrat _______________________

e) natrijev nitrit ____________________________

7 Navedite nazive sljedećih spojeva

a) AgCl __________________________________

b) BaSO4 ___________________________________________________

c) Cu(NO3)2 ___________________________________________________

d) HClO __________________________________

e) Na2S __________________________________

8 Neutralizacijom koje kiseline i baze nastaju navedene soli Podastrite kemijske jednadžbe

a) KCl __________________________________________________________

b) K3PO4 _______________________________________________________________________________________

c) Ca(CN)2 _______________________________________________________________________________________

d) NH4NO3 _______________________________________________________________________________________

e) CaSO4 _______________________________________________________________________________________

9 Kolika je vrijednost pH vodene otopine klorovodične kiseline koncentracije

0010 mol dm3

10 Kolika je vrijednost pH vodene otopine NaOH čija je koncentracija 0050 mol dm3

11 Koliki je pH vode pri 37 C ako je pri toj temperaturi ionski produkt vode

25 1014 mol2 dm6

12 Izračunajte masenu i množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako 500 mL otopine sadržava

048 mol kiseline

13 Na slici je prikazana naljepnica s boce koncentrirane dušične (nitratne) kiseline Koje sve informacije

možete pročitati s naljepnice Koje su to fizikalne veličine i njihove mjerne jedinice

14 Napišite nazivom i kemijskom formulom spojeve koji se spominju u pokusu 14

15 Napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine __________________________________________

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida __________________________________________

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine _______________________________________________

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida __________________________________________

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida ____________________________________________

Naziv

fizikalne

veličine

Simbol

fizikalne

veličine

Mjerna

jedinica

G Pavlović Praktikum opće kemije | 14

16 Zadan je amonijev kation Napišite formule amonijevih soli ako su zadani sljedeći anioni

kiselinskog ostatka

a) sulfidni b) acetatni c) hidrogensulfatni d) kromatni e) hidrogenkarbonatni

f) perkloratni

17 Koliki je pH otopine kalijeve lužine množinske koncentracije 00347 mol dm3

18 Koliko puta se promijeni koncentracija hidroksidnih iona u nekoj otopini ako se njena vrijednost

pOH promijeni s 2 na 4

19 Koliko grama natrijeve lužine je potrebno za pripravu 546 mL otopine čiji je pH = 98

G Pavlović Praktikum opće kemije | 15

2 Vrste kemijskih reakcija

21 Fizikalne i kemijske promjene

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije otopina limunske kiseline otopina NaHCO3

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 10 mL (menzura) otopine limunske kiseline Izvažite na digitalnoj tehničkoj vagi

2 Izvažite na istoj vagi zasebno sodu-bikarbonu (uporabom papirnate lađice) koju ste dodali sa vrha

žličice

3 Zbrojite mase izvagane epruvete s otopinom limunske kiseline i masu sode-bikarbone

4 Dodajte sodu-bikarbonu u epruvetu s limunskom kiselinom tako da je istresete s papirnate lađice

5 Zabilježite opažanja i objasnite pojavu pjenjenja

6 Nakon prestanka pjenjenja ponovo izvažite epruvetu i sadržaj u njoj

7 Objasnite opažanja o promjeni mase prije i poslije dodavanja sode-bikarbone

8 Objasnite o kakvoj se pojavi radi fizikalnoj ili kemijskoj

22 Taloženje (precipitacija) srebrova klorida

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 2 mL otopine HCl

2 Dodajte 2 mL otopine AgNO3

3 Zabilježite opažanja Što je po kemijskom sastavu nastali bijeli talog Što je ostalo u otopini Opišite

promjene kemijskom jednadžbom

Cilj vježbe Razlikovati kemijsku i fizikalnu promjenu prepoznati i objasniti osnovne

vrste kemijskih reakcija

Ključne riječi Fizikalna promjena kemijska reakcija vrste kemijskih reakcija ndashdefinicije i

primjeri (neutralizacija taloženje redoks reakcije reakcije kompleksiranja)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 16

23 Neutralizacija 231 Neutralizacija klorovodične kiseline amonijakom

Pribor dva satna stakla

Kemikalije koncentrirana HCl koncentrirane otopine NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Radite u digestoru Na predmetno stakalce dodajte par kapi otopine konc klorovodične kiseline

2 Na drugo predmetno stakalce dodajte par kapi koncentrirane otopine amonijaka

3 Približite satna stakalca i promatrajte što se zbiva

4 Opažene pojave potkrijepite kemijskom jednadžbom

232 Neutralizacije natrijeve lužine sumpornom kiselinom

Pribor pipeta čaša od 50 mL stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH) = 01 mol dm3 c(H2SO4) = 01 mol dm3 otopina fenolftaleina w (BaCl2) = 5

Postupak izvođenja pokusa

1 Pipetom točno izmjerite volumen od 5 mL otopine natrijeva hidroksida zadane množinske

koncentracije i prebacite ga u čašu od 50 mL

2 Dodajte kap fenolftaleina Zabilježite promjenu boje

3 Izračunajte koliko mL otopine sumporne kiseline morate otpipetirati za neutralizaciju otopine

natrijeva hidroksida ako je koncentracija sumporne kiseline dvostruko veća od koncentracije otopine

natrijeva hidroksida

4 Otpipetirajte u čašu s otopinom natrijeva hidroksida izračunate mL sumporne kiseline

5 Promiješajte sadržaj u čaši staklenim štapićem Zabilježite opažanja

6 Napišite kemijsku jednadžbu reakcije O kojoj vrsti reakcije je riječ

7 Dodajte u čašu par kapi otopine barijeva klorida

8 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom Prisutnost kojih iona ste dokazali s

otopinom barijeva klorida

G Pavlović Praktikum opće kemije | 17

24 Reakcije oksidacije i redukcije 241 Oksidacijsko djelovanje kalijeva permanaganata u kiselim i lužnatim otopinama

Pribor stalak s epruvetama

Kemikalije c(KMnO4)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3

c(Na2SO3)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Razdijelite oko 30 mL otopine kalijeva permanganata u tri epruvete Uočite boju otopine

2 U prvu epruvetu ulijte 1-2 mL otopine sumporne kiseline u drugu 1-2 mL destilirane vode a u treću

1-2 ml otopine natrijeva hidroksida Uočite da ne dolazi do promjene boje u epruvetama

3 U svaku od triju epruveta dodajte po 05 -1 mL otopine kalijeva (ili natrijeva) sulfita

4 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskim jednadžbama

242 Reakcija otopine modre galice i aluminija

Pribor čaša od 50 mL menzura aluminijska folija

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte 20 mL otopine modre galice zadane koncentracije

2 Komadić aluminijske folije stavite u čašu

3 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom

243 Reakcija bakra i otopine srebrova nitrata

Pribor bakrena žica (ili bakrene strugotine) čaša menzura

Kemikalije w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Komadić bakrene žice (koji možete oblikovati u različite oblike) stavite u veću čašu u koju ste ulili

oko 20 mL otopine srebrova nitrata

2 Dolazi li do kemijske reakcije Što opažate Odgovor potkrijepite kemijskom jednadžbom

G Pavlović Praktikum opće kemije | 18

25 Reakcije nastajanja kompleksa 251 Kompleksi bakra

Pribor stalak s epruvetama kapaljka

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3 koncentrirana HCl koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Epruvetu napunite do trećine s otopinom modre galice (c = 1 mol L1)

2 Laganim dokapavanjem uz stijenku epruvete dodajte 2 ndash 3 mL konc klorovodične kiseline

3 Kapalicom pažljivo sadržaj epruvete nadslojite s 1 - 2 mL konc otopine amonijaka

4 Dobili ste tri različito obojena sloja Jednadžbama opišite koji su kompleksi nastali u svakom sloju

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Definirajte Lavoisierov zakon o održanju mase i objasnite ga

2 Kemijske reakcije u kojima nastaju soli su mnogobrojne Za svaku vrstu reakcije jednadžbom navedite primjer

1) izravna sinteza iz elemenata

2) reakcija metala i kiseline ndash nastaje sol i plin vodik

3) reakcija metalnog oksida i kiseline ndash nastaje sol i voda

4) neutralizacija obuhvaća

ndash reakciju baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida kiseline i baze pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i anhidrida kiseline pri čemu nastaje sol

5) reakcija izmjene iona ndash dvije soli otopljene u vodi daju dvije nove soli pri čemu je jedna topljiva a

druga vrlo slabo topljiva u vodi (taloži)

6) reakcije bdquoistiskivanjardquo

ndash sol1 + jača kiselina sol2 + anhidrid slabije kiseline + voda

ndash sol1 + jača baza sol2 + slabija baza

3 Od navedenih spojeva izdvojite baze

a) CH3COOH(aq) b) H3PO4(aq) c) H2CO3(aq) d) HCl(aq) e) NaOH(aq) f) Na2SO4(s) g) Al(OH)3(s)

4 Od navedenih spojeva izdvojite kiseline

a) H3BO3(aq) b) NH3(aq) c) KCl(s) d) H2S(aq) e) CuSO4(s) f) HF(g) g) HClO(aq)

5 Navedenim spojevima napišite kemijske

formule i izdvojite soli

a) modra galica

b) vapnenac

c) zemni plin

d) magnezijevo mlijeko (magnezijev

hidroksid)

e) vitriolno ulje (konc sumporna kiselina)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 19

f) kalcijev fosfat

6 U ionskom obliku napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida

8 Koji niz sadrži neispravno napisane formule soli

a) NH4Cl FeCl2 FeCl3 K2SO4

b) (NH4)3PO4 Ag2CrO4 KI KClO

c) ZnI2 AgSCN Ca3(PO4)2 NaHCO3

d) FeCO3 MnSO4 BeCl3 AlF3

9 Koja reakcija predstavlja reakciju taloženja

a) CaCO3 rarr CaO + CO2

b) HCl + KOH rarr H2O + KCl

c) Na2S + Ni(NO3)2 rarr NiS + 2NaNO3

d) Zn + CuCl2 rarr ZnCl2 + Cu

10 Za navedenu kemijsku reakciju odgovorite

2KMnO4(s)+ 16HCl(l) rarr 5Cl2(g)+ 2KCl (aq)+ 2MnCl2(aq)+ 8H2O(l)

a) Što je oksidans b) Što je reducens c) Što se oksidiralo d) Što se reduciralo

11 Napiši jednadžbe reakcija dvostruke izmjene (uz naznačivanje agregacijskih stanja)

a) srebrov nitrat + klorovodična kiselina

b) barijev klorid + sumporna kiselina

c) bakrov(II) sulfat + natrijev sulfid

d) natrijev klorid + sumporna kiselina

e) srebrov(I) nitrat + natrijev sulfat

f) aluminijev klorid + natrijev hidroksid

12 Što su kompleksni spojevi

13 Objasnite zašto je modra galica kompleksni spoj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe 1 Je li gorenje svijeće kemijska ili fizikalna pojava Objasnite

2 Navedite nekoliko fizikalnih pojava vezanih uz promjenu agregacijskih stanja tvari Objasnite zašto su to

fizikalne promjene

3 Dopunite tablicu

Naziv fazne

pretvorbe

Opis

fazne pretvorbe

Opis pretvorbe

jednadžbom

(X = tvar)

Oznake za faznu

pretvorbu

taljenje čvrsto tekuće X(s) X(l) l

s Δfus

isparavanje

sublimacija

očvršćivanje

kondenzacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 12: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 12

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Navedite po nekoliko rečenica koja opisuju svojstva osnovnih kiselina i baza koje koristimo u

kemijskom laboratoriju

a) sumporne

b) klorovodične (kloridne)

c) dušične

d) natrijeve i kalijeve lužine

2 Za svaku od kiselina baza i soli u Tablici (uz pokus 133) napišite jednadžbu disocijacije u vodi Za

višeprotonske kiseline napišite sve stupnjeve disocijacije

3 Dopunite sljedeću tablicu

otopina pH pOH [H+] mol dm3 [OH] mol dm3 kiselobazično

neutralno

A 688

B 84middot1014

C 311

D 10middot107

4 Navedite kemijske formule i nazive aniona kiselinskog ostatka navedenih kiselina

A klorovodična

B sumporovodična

C bromovodična

D cijanovodična

E hipoklorasta

F dušikasta

G dušična

5 Miješanjem 500 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 02 mol dm3 (otopina A) i

200 mL otopine natrijeva hidroksida koncentracije 005 mol dm3 (otopina B) dobivena je treća otopina

C Izračunajte i odgovorite

a) Kolika je množinska koncentracija otopine C

b) Koliki je pH otopine C

c) Koliki je pOH otopine A

d) Kolika je masena koncentracija otopine B ako joj dodamo pola litre destilirane vode

e) Koliko mola klorovodične kiseline treba dodati u otopinu A da bi sav natrijev hidroksid izreagirao

Napišite jednadžbu reakcije Koliki je pH nastale otopine

Kemijska formula

kiseline

Naziv aniona

kiselinskog ostatka

A

B

C

D

E

F

G

G Pavlović Praktikum opće kemije | 13

6 Napišite formulama sljedeće spojeve

a) amonijev sulfit ____________________________

b) aluminijev fosfat ____________________________

c) perklorna kiselina ____________________________

d) željezov sulfat heptahidrat _______________________

e) natrijev nitrit ____________________________

7 Navedite nazive sljedećih spojeva

a) AgCl __________________________________

b) BaSO4 ___________________________________________________

c) Cu(NO3)2 ___________________________________________________

d) HClO __________________________________

e) Na2S __________________________________

8 Neutralizacijom koje kiseline i baze nastaju navedene soli Podastrite kemijske jednadžbe

a) KCl __________________________________________________________

b) K3PO4 _______________________________________________________________________________________

c) Ca(CN)2 _______________________________________________________________________________________

d) NH4NO3 _______________________________________________________________________________________

e) CaSO4 _______________________________________________________________________________________

9 Kolika je vrijednost pH vodene otopine klorovodične kiseline koncentracije

0010 mol dm3

10 Kolika je vrijednost pH vodene otopine NaOH čija je koncentracija 0050 mol dm3

11 Koliki je pH vode pri 37 C ako je pri toj temperaturi ionski produkt vode

25 1014 mol2 dm6

12 Izračunajte masenu i množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako 500 mL otopine sadržava

048 mol kiseline

13 Na slici je prikazana naljepnica s boce koncentrirane dušične (nitratne) kiseline Koje sve informacije

možete pročitati s naljepnice Koje su to fizikalne veličine i njihove mjerne jedinice

14 Napišite nazivom i kemijskom formulom spojeve koji se spominju u pokusu 14

15 Napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine __________________________________________

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida __________________________________________

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine _______________________________________________

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida __________________________________________

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida ____________________________________________

Naziv

fizikalne

veličine

Simbol

fizikalne

veličine

Mjerna

jedinica

G Pavlović Praktikum opće kemije | 14

16 Zadan je amonijev kation Napišite formule amonijevih soli ako su zadani sljedeći anioni

kiselinskog ostatka

a) sulfidni b) acetatni c) hidrogensulfatni d) kromatni e) hidrogenkarbonatni

f) perkloratni

17 Koliki je pH otopine kalijeve lužine množinske koncentracije 00347 mol dm3

18 Koliko puta se promijeni koncentracija hidroksidnih iona u nekoj otopini ako se njena vrijednost

pOH promijeni s 2 na 4

19 Koliko grama natrijeve lužine je potrebno za pripravu 546 mL otopine čiji je pH = 98

G Pavlović Praktikum opće kemije | 15

2 Vrste kemijskih reakcija

21 Fizikalne i kemijske promjene

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije otopina limunske kiseline otopina NaHCO3

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 10 mL (menzura) otopine limunske kiseline Izvažite na digitalnoj tehničkoj vagi

2 Izvažite na istoj vagi zasebno sodu-bikarbonu (uporabom papirnate lađice) koju ste dodali sa vrha

žličice

3 Zbrojite mase izvagane epruvete s otopinom limunske kiseline i masu sode-bikarbone

4 Dodajte sodu-bikarbonu u epruvetu s limunskom kiselinom tako da je istresete s papirnate lađice

5 Zabilježite opažanja i objasnite pojavu pjenjenja

6 Nakon prestanka pjenjenja ponovo izvažite epruvetu i sadržaj u njoj

7 Objasnite opažanja o promjeni mase prije i poslije dodavanja sode-bikarbone

8 Objasnite o kakvoj se pojavi radi fizikalnoj ili kemijskoj

22 Taloženje (precipitacija) srebrova klorida

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 2 mL otopine HCl

2 Dodajte 2 mL otopine AgNO3

3 Zabilježite opažanja Što je po kemijskom sastavu nastali bijeli talog Što je ostalo u otopini Opišite

promjene kemijskom jednadžbom

Cilj vježbe Razlikovati kemijsku i fizikalnu promjenu prepoznati i objasniti osnovne

vrste kemijskih reakcija

Ključne riječi Fizikalna promjena kemijska reakcija vrste kemijskih reakcija ndashdefinicije i

primjeri (neutralizacija taloženje redoks reakcije reakcije kompleksiranja)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 16

23 Neutralizacija 231 Neutralizacija klorovodične kiseline amonijakom

Pribor dva satna stakla

Kemikalije koncentrirana HCl koncentrirane otopine NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Radite u digestoru Na predmetno stakalce dodajte par kapi otopine konc klorovodične kiseline

2 Na drugo predmetno stakalce dodajte par kapi koncentrirane otopine amonijaka

3 Približite satna stakalca i promatrajte što se zbiva

4 Opažene pojave potkrijepite kemijskom jednadžbom

232 Neutralizacije natrijeve lužine sumpornom kiselinom

Pribor pipeta čaša od 50 mL stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH) = 01 mol dm3 c(H2SO4) = 01 mol dm3 otopina fenolftaleina w (BaCl2) = 5

Postupak izvođenja pokusa

1 Pipetom točno izmjerite volumen od 5 mL otopine natrijeva hidroksida zadane množinske

koncentracije i prebacite ga u čašu od 50 mL

2 Dodajte kap fenolftaleina Zabilježite promjenu boje

3 Izračunajte koliko mL otopine sumporne kiseline morate otpipetirati za neutralizaciju otopine

natrijeva hidroksida ako je koncentracija sumporne kiseline dvostruko veća od koncentracije otopine

natrijeva hidroksida

4 Otpipetirajte u čašu s otopinom natrijeva hidroksida izračunate mL sumporne kiseline

5 Promiješajte sadržaj u čaši staklenim štapićem Zabilježite opažanja

6 Napišite kemijsku jednadžbu reakcije O kojoj vrsti reakcije je riječ

7 Dodajte u čašu par kapi otopine barijeva klorida

8 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom Prisutnost kojih iona ste dokazali s

otopinom barijeva klorida

G Pavlović Praktikum opće kemije | 17

24 Reakcije oksidacije i redukcije 241 Oksidacijsko djelovanje kalijeva permanaganata u kiselim i lužnatim otopinama

Pribor stalak s epruvetama

Kemikalije c(KMnO4)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3

c(Na2SO3)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Razdijelite oko 30 mL otopine kalijeva permanganata u tri epruvete Uočite boju otopine

2 U prvu epruvetu ulijte 1-2 mL otopine sumporne kiseline u drugu 1-2 mL destilirane vode a u treću

1-2 ml otopine natrijeva hidroksida Uočite da ne dolazi do promjene boje u epruvetama

3 U svaku od triju epruveta dodajte po 05 -1 mL otopine kalijeva (ili natrijeva) sulfita

4 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskim jednadžbama

242 Reakcija otopine modre galice i aluminija

Pribor čaša od 50 mL menzura aluminijska folija

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte 20 mL otopine modre galice zadane koncentracije

2 Komadić aluminijske folije stavite u čašu

3 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom

243 Reakcija bakra i otopine srebrova nitrata

Pribor bakrena žica (ili bakrene strugotine) čaša menzura

Kemikalije w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Komadić bakrene žice (koji možete oblikovati u različite oblike) stavite u veću čašu u koju ste ulili

oko 20 mL otopine srebrova nitrata

2 Dolazi li do kemijske reakcije Što opažate Odgovor potkrijepite kemijskom jednadžbom

G Pavlović Praktikum opće kemije | 18

25 Reakcije nastajanja kompleksa 251 Kompleksi bakra

Pribor stalak s epruvetama kapaljka

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3 koncentrirana HCl koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Epruvetu napunite do trećine s otopinom modre galice (c = 1 mol L1)

2 Laganim dokapavanjem uz stijenku epruvete dodajte 2 ndash 3 mL konc klorovodične kiseline

3 Kapalicom pažljivo sadržaj epruvete nadslojite s 1 - 2 mL konc otopine amonijaka

4 Dobili ste tri različito obojena sloja Jednadžbama opišite koji su kompleksi nastali u svakom sloju

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Definirajte Lavoisierov zakon o održanju mase i objasnite ga

2 Kemijske reakcije u kojima nastaju soli su mnogobrojne Za svaku vrstu reakcije jednadžbom navedite primjer

1) izravna sinteza iz elemenata

2) reakcija metala i kiseline ndash nastaje sol i plin vodik

3) reakcija metalnog oksida i kiseline ndash nastaje sol i voda

4) neutralizacija obuhvaća

ndash reakciju baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida kiseline i baze pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i anhidrida kiseline pri čemu nastaje sol

5) reakcija izmjene iona ndash dvije soli otopljene u vodi daju dvije nove soli pri čemu je jedna topljiva a

druga vrlo slabo topljiva u vodi (taloži)

6) reakcije bdquoistiskivanjardquo

ndash sol1 + jača kiselina sol2 + anhidrid slabije kiseline + voda

ndash sol1 + jača baza sol2 + slabija baza

3 Od navedenih spojeva izdvojite baze

a) CH3COOH(aq) b) H3PO4(aq) c) H2CO3(aq) d) HCl(aq) e) NaOH(aq) f) Na2SO4(s) g) Al(OH)3(s)

4 Od navedenih spojeva izdvojite kiseline

a) H3BO3(aq) b) NH3(aq) c) KCl(s) d) H2S(aq) e) CuSO4(s) f) HF(g) g) HClO(aq)

5 Navedenim spojevima napišite kemijske

formule i izdvojite soli

a) modra galica

b) vapnenac

c) zemni plin

d) magnezijevo mlijeko (magnezijev

hidroksid)

e) vitriolno ulje (konc sumporna kiselina)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 19

f) kalcijev fosfat

6 U ionskom obliku napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida

8 Koji niz sadrži neispravno napisane formule soli

a) NH4Cl FeCl2 FeCl3 K2SO4

b) (NH4)3PO4 Ag2CrO4 KI KClO

c) ZnI2 AgSCN Ca3(PO4)2 NaHCO3

d) FeCO3 MnSO4 BeCl3 AlF3

9 Koja reakcija predstavlja reakciju taloženja

a) CaCO3 rarr CaO + CO2

b) HCl + KOH rarr H2O + KCl

c) Na2S + Ni(NO3)2 rarr NiS + 2NaNO3

d) Zn + CuCl2 rarr ZnCl2 + Cu

10 Za navedenu kemijsku reakciju odgovorite

2KMnO4(s)+ 16HCl(l) rarr 5Cl2(g)+ 2KCl (aq)+ 2MnCl2(aq)+ 8H2O(l)

a) Što je oksidans b) Što je reducens c) Što se oksidiralo d) Što se reduciralo

11 Napiši jednadžbe reakcija dvostruke izmjene (uz naznačivanje agregacijskih stanja)

a) srebrov nitrat + klorovodična kiselina

b) barijev klorid + sumporna kiselina

c) bakrov(II) sulfat + natrijev sulfid

d) natrijev klorid + sumporna kiselina

e) srebrov(I) nitrat + natrijev sulfat

f) aluminijev klorid + natrijev hidroksid

12 Što su kompleksni spojevi

13 Objasnite zašto je modra galica kompleksni spoj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe 1 Je li gorenje svijeće kemijska ili fizikalna pojava Objasnite

2 Navedite nekoliko fizikalnih pojava vezanih uz promjenu agregacijskih stanja tvari Objasnite zašto su to

fizikalne promjene

3 Dopunite tablicu

Naziv fazne

pretvorbe

Opis

fazne pretvorbe

Opis pretvorbe

jednadžbom

(X = tvar)

Oznake za faznu

pretvorbu

taljenje čvrsto tekuće X(s) X(l) l

s Δfus

isparavanje

sublimacija

očvršćivanje

kondenzacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 13: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 13

6 Napišite formulama sljedeće spojeve

a) amonijev sulfit ____________________________

b) aluminijev fosfat ____________________________

c) perklorna kiselina ____________________________

d) željezov sulfat heptahidrat _______________________

e) natrijev nitrit ____________________________

7 Navedite nazive sljedećih spojeva

a) AgCl __________________________________

b) BaSO4 ___________________________________________________

c) Cu(NO3)2 ___________________________________________________

d) HClO __________________________________

e) Na2S __________________________________

8 Neutralizacijom koje kiseline i baze nastaju navedene soli Podastrite kemijske jednadžbe

a) KCl __________________________________________________________

b) K3PO4 _______________________________________________________________________________________

c) Ca(CN)2 _______________________________________________________________________________________

d) NH4NO3 _______________________________________________________________________________________

e) CaSO4 _______________________________________________________________________________________

9 Kolika je vrijednost pH vodene otopine klorovodične kiseline koncentracije

0010 mol dm3

10 Kolika je vrijednost pH vodene otopine NaOH čija je koncentracija 0050 mol dm3

11 Koliki je pH vode pri 37 C ako je pri toj temperaturi ionski produkt vode

25 1014 mol2 dm6

12 Izračunajte masenu i množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako 500 mL otopine sadržava

048 mol kiseline

13 Na slici je prikazana naljepnica s boce koncentrirane dušične (nitratne) kiseline Koje sve informacije

možete pročitati s naljepnice Koje su to fizikalne veličine i njihove mjerne jedinice

14 Napišite nazivom i kemijskom formulom spojeve koji se spominju u pokusu 14

15 Napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine __________________________________________

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida __________________________________________

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine _______________________________________________

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida __________________________________________

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida ____________________________________________

Naziv

fizikalne

veličine

Simbol

fizikalne

veličine

Mjerna

jedinica

G Pavlović Praktikum opće kemije | 14

16 Zadan je amonijev kation Napišite formule amonijevih soli ako su zadani sljedeći anioni

kiselinskog ostatka

a) sulfidni b) acetatni c) hidrogensulfatni d) kromatni e) hidrogenkarbonatni

f) perkloratni

17 Koliki je pH otopine kalijeve lužine množinske koncentracije 00347 mol dm3

18 Koliko puta se promijeni koncentracija hidroksidnih iona u nekoj otopini ako se njena vrijednost

pOH promijeni s 2 na 4

19 Koliko grama natrijeve lužine je potrebno za pripravu 546 mL otopine čiji je pH = 98

G Pavlović Praktikum opće kemije | 15

2 Vrste kemijskih reakcija

21 Fizikalne i kemijske promjene

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije otopina limunske kiseline otopina NaHCO3

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 10 mL (menzura) otopine limunske kiseline Izvažite na digitalnoj tehničkoj vagi

2 Izvažite na istoj vagi zasebno sodu-bikarbonu (uporabom papirnate lađice) koju ste dodali sa vrha

žličice

3 Zbrojite mase izvagane epruvete s otopinom limunske kiseline i masu sode-bikarbone

4 Dodajte sodu-bikarbonu u epruvetu s limunskom kiselinom tako da je istresete s papirnate lađice

5 Zabilježite opažanja i objasnite pojavu pjenjenja

6 Nakon prestanka pjenjenja ponovo izvažite epruvetu i sadržaj u njoj

7 Objasnite opažanja o promjeni mase prije i poslije dodavanja sode-bikarbone

8 Objasnite o kakvoj se pojavi radi fizikalnoj ili kemijskoj

22 Taloženje (precipitacija) srebrova klorida

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 2 mL otopine HCl

2 Dodajte 2 mL otopine AgNO3

3 Zabilježite opažanja Što je po kemijskom sastavu nastali bijeli talog Što je ostalo u otopini Opišite

promjene kemijskom jednadžbom

Cilj vježbe Razlikovati kemijsku i fizikalnu promjenu prepoznati i objasniti osnovne

vrste kemijskih reakcija

Ključne riječi Fizikalna promjena kemijska reakcija vrste kemijskih reakcija ndashdefinicije i

primjeri (neutralizacija taloženje redoks reakcije reakcije kompleksiranja)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 16

23 Neutralizacija 231 Neutralizacija klorovodične kiseline amonijakom

Pribor dva satna stakla

Kemikalije koncentrirana HCl koncentrirane otopine NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Radite u digestoru Na predmetno stakalce dodajte par kapi otopine konc klorovodične kiseline

2 Na drugo predmetno stakalce dodajte par kapi koncentrirane otopine amonijaka

3 Približite satna stakalca i promatrajte što se zbiva

4 Opažene pojave potkrijepite kemijskom jednadžbom

232 Neutralizacije natrijeve lužine sumpornom kiselinom

Pribor pipeta čaša od 50 mL stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH) = 01 mol dm3 c(H2SO4) = 01 mol dm3 otopina fenolftaleina w (BaCl2) = 5

Postupak izvođenja pokusa

1 Pipetom točno izmjerite volumen od 5 mL otopine natrijeva hidroksida zadane množinske

koncentracije i prebacite ga u čašu od 50 mL

2 Dodajte kap fenolftaleina Zabilježite promjenu boje

3 Izračunajte koliko mL otopine sumporne kiseline morate otpipetirati za neutralizaciju otopine

natrijeva hidroksida ako je koncentracija sumporne kiseline dvostruko veća od koncentracije otopine

natrijeva hidroksida

4 Otpipetirajte u čašu s otopinom natrijeva hidroksida izračunate mL sumporne kiseline

5 Promiješajte sadržaj u čaši staklenim štapićem Zabilježite opažanja

6 Napišite kemijsku jednadžbu reakcije O kojoj vrsti reakcije je riječ

7 Dodajte u čašu par kapi otopine barijeva klorida

8 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom Prisutnost kojih iona ste dokazali s

otopinom barijeva klorida

G Pavlović Praktikum opće kemije | 17

24 Reakcije oksidacije i redukcije 241 Oksidacijsko djelovanje kalijeva permanaganata u kiselim i lužnatim otopinama

Pribor stalak s epruvetama

Kemikalije c(KMnO4)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3

c(Na2SO3)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Razdijelite oko 30 mL otopine kalijeva permanganata u tri epruvete Uočite boju otopine

2 U prvu epruvetu ulijte 1-2 mL otopine sumporne kiseline u drugu 1-2 mL destilirane vode a u treću

1-2 ml otopine natrijeva hidroksida Uočite da ne dolazi do promjene boje u epruvetama

3 U svaku od triju epruveta dodajte po 05 -1 mL otopine kalijeva (ili natrijeva) sulfita

4 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskim jednadžbama

242 Reakcija otopine modre galice i aluminija

Pribor čaša od 50 mL menzura aluminijska folija

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte 20 mL otopine modre galice zadane koncentracije

2 Komadić aluminijske folije stavite u čašu

3 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom

243 Reakcija bakra i otopine srebrova nitrata

Pribor bakrena žica (ili bakrene strugotine) čaša menzura

Kemikalije w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Komadić bakrene žice (koji možete oblikovati u različite oblike) stavite u veću čašu u koju ste ulili

oko 20 mL otopine srebrova nitrata

2 Dolazi li do kemijske reakcije Što opažate Odgovor potkrijepite kemijskom jednadžbom

G Pavlović Praktikum opće kemije | 18

25 Reakcije nastajanja kompleksa 251 Kompleksi bakra

Pribor stalak s epruvetama kapaljka

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3 koncentrirana HCl koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Epruvetu napunite do trećine s otopinom modre galice (c = 1 mol L1)

2 Laganim dokapavanjem uz stijenku epruvete dodajte 2 ndash 3 mL konc klorovodične kiseline

3 Kapalicom pažljivo sadržaj epruvete nadslojite s 1 - 2 mL konc otopine amonijaka

4 Dobili ste tri različito obojena sloja Jednadžbama opišite koji su kompleksi nastali u svakom sloju

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Definirajte Lavoisierov zakon o održanju mase i objasnite ga

2 Kemijske reakcije u kojima nastaju soli su mnogobrojne Za svaku vrstu reakcije jednadžbom navedite primjer

1) izravna sinteza iz elemenata

2) reakcija metala i kiseline ndash nastaje sol i plin vodik

3) reakcija metalnog oksida i kiseline ndash nastaje sol i voda

4) neutralizacija obuhvaća

ndash reakciju baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida kiseline i baze pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i anhidrida kiseline pri čemu nastaje sol

5) reakcija izmjene iona ndash dvije soli otopljene u vodi daju dvije nove soli pri čemu je jedna topljiva a

druga vrlo slabo topljiva u vodi (taloži)

6) reakcije bdquoistiskivanjardquo

ndash sol1 + jača kiselina sol2 + anhidrid slabije kiseline + voda

ndash sol1 + jača baza sol2 + slabija baza

3 Od navedenih spojeva izdvojite baze

a) CH3COOH(aq) b) H3PO4(aq) c) H2CO3(aq) d) HCl(aq) e) NaOH(aq) f) Na2SO4(s) g) Al(OH)3(s)

4 Od navedenih spojeva izdvojite kiseline

a) H3BO3(aq) b) NH3(aq) c) KCl(s) d) H2S(aq) e) CuSO4(s) f) HF(g) g) HClO(aq)

5 Navedenim spojevima napišite kemijske

formule i izdvojite soli

a) modra galica

b) vapnenac

c) zemni plin

d) magnezijevo mlijeko (magnezijev

hidroksid)

e) vitriolno ulje (konc sumporna kiselina)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 19

f) kalcijev fosfat

6 U ionskom obliku napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida

8 Koji niz sadrži neispravno napisane formule soli

a) NH4Cl FeCl2 FeCl3 K2SO4

b) (NH4)3PO4 Ag2CrO4 KI KClO

c) ZnI2 AgSCN Ca3(PO4)2 NaHCO3

d) FeCO3 MnSO4 BeCl3 AlF3

9 Koja reakcija predstavlja reakciju taloženja

a) CaCO3 rarr CaO + CO2

b) HCl + KOH rarr H2O + KCl

c) Na2S + Ni(NO3)2 rarr NiS + 2NaNO3

d) Zn + CuCl2 rarr ZnCl2 + Cu

10 Za navedenu kemijsku reakciju odgovorite

2KMnO4(s)+ 16HCl(l) rarr 5Cl2(g)+ 2KCl (aq)+ 2MnCl2(aq)+ 8H2O(l)

a) Što je oksidans b) Što je reducens c) Što se oksidiralo d) Što se reduciralo

11 Napiši jednadžbe reakcija dvostruke izmjene (uz naznačivanje agregacijskih stanja)

a) srebrov nitrat + klorovodična kiselina

b) barijev klorid + sumporna kiselina

c) bakrov(II) sulfat + natrijev sulfid

d) natrijev klorid + sumporna kiselina

e) srebrov(I) nitrat + natrijev sulfat

f) aluminijev klorid + natrijev hidroksid

12 Što su kompleksni spojevi

13 Objasnite zašto je modra galica kompleksni spoj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe 1 Je li gorenje svijeće kemijska ili fizikalna pojava Objasnite

2 Navedite nekoliko fizikalnih pojava vezanih uz promjenu agregacijskih stanja tvari Objasnite zašto su to

fizikalne promjene

3 Dopunite tablicu

Naziv fazne

pretvorbe

Opis

fazne pretvorbe

Opis pretvorbe

jednadžbom

(X = tvar)

Oznake za faznu

pretvorbu

taljenje čvrsto tekuće X(s) X(l) l

s Δfus

isparavanje

sublimacija

očvršćivanje

kondenzacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 14: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 14

16 Zadan je amonijev kation Napišite formule amonijevih soli ako su zadani sljedeći anioni

kiselinskog ostatka

a) sulfidni b) acetatni c) hidrogensulfatni d) kromatni e) hidrogenkarbonatni

f) perkloratni

17 Koliki je pH otopine kalijeve lužine množinske koncentracije 00347 mol dm3

18 Koliko puta se promijeni koncentracija hidroksidnih iona u nekoj otopini ako se njena vrijednost

pOH promijeni s 2 na 4

19 Koliko grama natrijeve lužine je potrebno za pripravu 546 mL otopine čiji je pH = 98

G Pavlović Praktikum opće kemije | 15

2 Vrste kemijskih reakcija

21 Fizikalne i kemijske promjene

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije otopina limunske kiseline otopina NaHCO3

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 10 mL (menzura) otopine limunske kiseline Izvažite na digitalnoj tehničkoj vagi

2 Izvažite na istoj vagi zasebno sodu-bikarbonu (uporabom papirnate lađice) koju ste dodali sa vrha

žličice

3 Zbrojite mase izvagane epruvete s otopinom limunske kiseline i masu sode-bikarbone

4 Dodajte sodu-bikarbonu u epruvetu s limunskom kiselinom tako da je istresete s papirnate lađice

5 Zabilježite opažanja i objasnite pojavu pjenjenja

6 Nakon prestanka pjenjenja ponovo izvažite epruvetu i sadržaj u njoj

7 Objasnite opažanja o promjeni mase prije i poslije dodavanja sode-bikarbone

8 Objasnite o kakvoj se pojavi radi fizikalnoj ili kemijskoj

22 Taloženje (precipitacija) srebrova klorida

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 2 mL otopine HCl

2 Dodajte 2 mL otopine AgNO3

3 Zabilježite opažanja Što je po kemijskom sastavu nastali bijeli talog Što je ostalo u otopini Opišite

promjene kemijskom jednadžbom

Cilj vježbe Razlikovati kemijsku i fizikalnu promjenu prepoznati i objasniti osnovne

vrste kemijskih reakcija

Ključne riječi Fizikalna promjena kemijska reakcija vrste kemijskih reakcija ndashdefinicije i

primjeri (neutralizacija taloženje redoks reakcije reakcije kompleksiranja)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 16

23 Neutralizacija 231 Neutralizacija klorovodične kiseline amonijakom

Pribor dva satna stakla

Kemikalije koncentrirana HCl koncentrirane otopine NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Radite u digestoru Na predmetno stakalce dodajte par kapi otopine konc klorovodične kiseline

2 Na drugo predmetno stakalce dodajte par kapi koncentrirane otopine amonijaka

3 Približite satna stakalca i promatrajte što se zbiva

4 Opažene pojave potkrijepite kemijskom jednadžbom

232 Neutralizacije natrijeve lužine sumpornom kiselinom

Pribor pipeta čaša od 50 mL stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH) = 01 mol dm3 c(H2SO4) = 01 mol dm3 otopina fenolftaleina w (BaCl2) = 5

Postupak izvođenja pokusa

1 Pipetom točno izmjerite volumen od 5 mL otopine natrijeva hidroksida zadane množinske

koncentracije i prebacite ga u čašu od 50 mL

2 Dodajte kap fenolftaleina Zabilježite promjenu boje

3 Izračunajte koliko mL otopine sumporne kiseline morate otpipetirati za neutralizaciju otopine

natrijeva hidroksida ako je koncentracija sumporne kiseline dvostruko veća od koncentracije otopine

natrijeva hidroksida

4 Otpipetirajte u čašu s otopinom natrijeva hidroksida izračunate mL sumporne kiseline

5 Promiješajte sadržaj u čaši staklenim štapićem Zabilježite opažanja

6 Napišite kemijsku jednadžbu reakcije O kojoj vrsti reakcije je riječ

7 Dodajte u čašu par kapi otopine barijeva klorida

8 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom Prisutnost kojih iona ste dokazali s

otopinom barijeva klorida

G Pavlović Praktikum opće kemije | 17

24 Reakcije oksidacije i redukcije 241 Oksidacijsko djelovanje kalijeva permanaganata u kiselim i lužnatim otopinama

Pribor stalak s epruvetama

Kemikalije c(KMnO4)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3

c(Na2SO3)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Razdijelite oko 30 mL otopine kalijeva permanganata u tri epruvete Uočite boju otopine

2 U prvu epruvetu ulijte 1-2 mL otopine sumporne kiseline u drugu 1-2 mL destilirane vode a u treću

1-2 ml otopine natrijeva hidroksida Uočite da ne dolazi do promjene boje u epruvetama

3 U svaku od triju epruveta dodajte po 05 -1 mL otopine kalijeva (ili natrijeva) sulfita

4 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskim jednadžbama

242 Reakcija otopine modre galice i aluminija

Pribor čaša od 50 mL menzura aluminijska folija

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte 20 mL otopine modre galice zadane koncentracije

2 Komadić aluminijske folije stavite u čašu

3 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom

243 Reakcija bakra i otopine srebrova nitrata

Pribor bakrena žica (ili bakrene strugotine) čaša menzura

Kemikalije w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Komadić bakrene žice (koji možete oblikovati u različite oblike) stavite u veću čašu u koju ste ulili

oko 20 mL otopine srebrova nitrata

2 Dolazi li do kemijske reakcije Što opažate Odgovor potkrijepite kemijskom jednadžbom

G Pavlović Praktikum opće kemije | 18

25 Reakcije nastajanja kompleksa 251 Kompleksi bakra

Pribor stalak s epruvetama kapaljka

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3 koncentrirana HCl koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Epruvetu napunite do trećine s otopinom modre galice (c = 1 mol L1)

2 Laganim dokapavanjem uz stijenku epruvete dodajte 2 ndash 3 mL konc klorovodične kiseline

3 Kapalicom pažljivo sadržaj epruvete nadslojite s 1 - 2 mL konc otopine amonijaka

4 Dobili ste tri različito obojena sloja Jednadžbama opišite koji su kompleksi nastali u svakom sloju

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Definirajte Lavoisierov zakon o održanju mase i objasnite ga

2 Kemijske reakcije u kojima nastaju soli su mnogobrojne Za svaku vrstu reakcije jednadžbom navedite primjer

1) izravna sinteza iz elemenata

2) reakcija metala i kiseline ndash nastaje sol i plin vodik

3) reakcija metalnog oksida i kiseline ndash nastaje sol i voda

4) neutralizacija obuhvaća

ndash reakciju baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida kiseline i baze pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i anhidrida kiseline pri čemu nastaje sol

5) reakcija izmjene iona ndash dvije soli otopljene u vodi daju dvije nove soli pri čemu je jedna topljiva a

druga vrlo slabo topljiva u vodi (taloži)

6) reakcije bdquoistiskivanjardquo

ndash sol1 + jača kiselina sol2 + anhidrid slabije kiseline + voda

ndash sol1 + jača baza sol2 + slabija baza

3 Od navedenih spojeva izdvojite baze

a) CH3COOH(aq) b) H3PO4(aq) c) H2CO3(aq) d) HCl(aq) e) NaOH(aq) f) Na2SO4(s) g) Al(OH)3(s)

4 Od navedenih spojeva izdvojite kiseline

a) H3BO3(aq) b) NH3(aq) c) KCl(s) d) H2S(aq) e) CuSO4(s) f) HF(g) g) HClO(aq)

5 Navedenim spojevima napišite kemijske

formule i izdvojite soli

a) modra galica

b) vapnenac

c) zemni plin

d) magnezijevo mlijeko (magnezijev

hidroksid)

e) vitriolno ulje (konc sumporna kiselina)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 19

f) kalcijev fosfat

6 U ionskom obliku napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida

8 Koji niz sadrži neispravno napisane formule soli

a) NH4Cl FeCl2 FeCl3 K2SO4

b) (NH4)3PO4 Ag2CrO4 KI KClO

c) ZnI2 AgSCN Ca3(PO4)2 NaHCO3

d) FeCO3 MnSO4 BeCl3 AlF3

9 Koja reakcija predstavlja reakciju taloženja

a) CaCO3 rarr CaO + CO2

b) HCl + KOH rarr H2O + KCl

c) Na2S + Ni(NO3)2 rarr NiS + 2NaNO3

d) Zn + CuCl2 rarr ZnCl2 + Cu

10 Za navedenu kemijsku reakciju odgovorite

2KMnO4(s)+ 16HCl(l) rarr 5Cl2(g)+ 2KCl (aq)+ 2MnCl2(aq)+ 8H2O(l)

a) Što je oksidans b) Što je reducens c) Što se oksidiralo d) Što se reduciralo

11 Napiši jednadžbe reakcija dvostruke izmjene (uz naznačivanje agregacijskih stanja)

a) srebrov nitrat + klorovodična kiselina

b) barijev klorid + sumporna kiselina

c) bakrov(II) sulfat + natrijev sulfid

d) natrijev klorid + sumporna kiselina

e) srebrov(I) nitrat + natrijev sulfat

f) aluminijev klorid + natrijev hidroksid

12 Što su kompleksni spojevi

13 Objasnite zašto je modra galica kompleksni spoj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe 1 Je li gorenje svijeće kemijska ili fizikalna pojava Objasnite

2 Navedite nekoliko fizikalnih pojava vezanih uz promjenu agregacijskih stanja tvari Objasnite zašto su to

fizikalne promjene

3 Dopunite tablicu

Naziv fazne

pretvorbe

Opis

fazne pretvorbe

Opis pretvorbe

jednadžbom

(X = tvar)

Oznake za faznu

pretvorbu

taljenje čvrsto tekuće X(s) X(l) l

s Δfus

isparavanje

sublimacija

očvršćivanje

kondenzacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 15: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 15

2 Vrste kemijskih reakcija

21 Fizikalne i kemijske promjene

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije otopina limunske kiseline otopina NaHCO3

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 10 mL (menzura) otopine limunske kiseline Izvažite na digitalnoj tehničkoj vagi

2 Izvažite na istoj vagi zasebno sodu-bikarbonu (uporabom papirnate lađice) koju ste dodali sa vrha

žličice

3 Zbrojite mase izvagane epruvete s otopinom limunske kiseline i masu sode-bikarbone

4 Dodajte sodu-bikarbonu u epruvetu s limunskom kiselinom tako da je istresete s papirnate lađice

5 Zabilježite opažanja i objasnite pojavu pjenjenja

6 Nakon prestanka pjenjenja ponovo izvažite epruvetu i sadržaj u njoj

7 Objasnite opažanja o promjeni mase prije i poslije dodavanja sode-bikarbone

8 Objasnite o kakvoj se pojavi radi fizikalnoj ili kemijskoj

22 Taloženje (precipitacija) srebrova klorida

Pribor stalak s epruvetama menzura

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 2 mL otopine HCl

2 Dodajte 2 mL otopine AgNO3

3 Zabilježite opažanja Što je po kemijskom sastavu nastali bijeli talog Što je ostalo u otopini Opišite

promjene kemijskom jednadžbom

Cilj vježbe Razlikovati kemijsku i fizikalnu promjenu prepoznati i objasniti osnovne

vrste kemijskih reakcija

Ključne riječi Fizikalna promjena kemijska reakcija vrste kemijskih reakcija ndashdefinicije i

primjeri (neutralizacija taloženje redoks reakcije reakcije kompleksiranja)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 16

23 Neutralizacija 231 Neutralizacija klorovodične kiseline amonijakom

Pribor dva satna stakla

Kemikalije koncentrirana HCl koncentrirane otopine NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Radite u digestoru Na predmetno stakalce dodajte par kapi otopine konc klorovodične kiseline

2 Na drugo predmetno stakalce dodajte par kapi koncentrirane otopine amonijaka

3 Približite satna stakalca i promatrajte što se zbiva

4 Opažene pojave potkrijepite kemijskom jednadžbom

232 Neutralizacije natrijeve lužine sumpornom kiselinom

Pribor pipeta čaša od 50 mL stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH) = 01 mol dm3 c(H2SO4) = 01 mol dm3 otopina fenolftaleina w (BaCl2) = 5

Postupak izvođenja pokusa

1 Pipetom točno izmjerite volumen od 5 mL otopine natrijeva hidroksida zadane množinske

koncentracije i prebacite ga u čašu od 50 mL

2 Dodajte kap fenolftaleina Zabilježite promjenu boje

3 Izračunajte koliko mL otopine sumporne kiseline morate otpipetirati za neutralizaciju otopine

natrijeva hidroksida ako je koncentracija sumporne kiseline dvostruko veća od koncentracije otopine

natrijeva hidroksida

4 Otpipetirajte u čašu s otopinom natrijeva hidroksida izračunate mL sumporne kiseline

5 Promiješajte sadržaj u čaši staklenim štapićem Zabilježite opažanja

6 Napišite kemijsku jednadžbu reakcije O kojoj vrsti reakcije je riječ

7 Dodajte u čašu par kapi otopine barijeva klorida

8 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom Prisutnost kojih iona ste dokazali s

otopinom barijeva klorida

G Pavlović Praktikum opće kemije | 17

24 Reakcije oksidacije i redukcije 241 Oksidacijsko djelovanje kalijeva permanaganata u kiselim i lužnatim otopinama

Pribor stalak s epruvetama

Kemikalije c(KMnO4)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3

c(Na2SO3)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Razdijelite oko 30 mL otopine kalijeva permanganata u tri epruvete Uočite boju otopine

2 U prvu epruvetu ulijte 1-2 mL otopine sumporne kiseline u drugu 1-2 mL destilirane vode a u treću

1-2 ml otopine natrijeva hidroksida Uočite da ne dolazi do promjene boje u epruvetama

3 U svaku od triju epruveta dodajte po 05 -1 mL otopine kalijeva (ili natrijeva) sulfita

4 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskim jednadžbama

242 Reakcija otopine modre galice i aluminija

Pribor čaša od 50 mL menzura aluminijska folija

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte 20 mL otopine modre galice zadane koncentracije

2 Komadić aluminijske folije stavite u čašu

3 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom

243 Reakcija bakra i otopine srebrova nitrata

Pribor bakrena žica (ili bakrene strugotine) čaša menzura

Kemikalije w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Komadić bakrene žice (koji možete oblikovati u različite oblike) stavite u veću čašu u koju ste ulili

oko 20 mL otopine srebrova nitrata

2 Dolazi li do kemijske reakcije Što opažate Odgovor potkrijepite kemijskom jednadžbom

G Pavlović Praktikum opće kemije | 18

25 Reakcije nastajanja kompleksa 251 Kompleksi bakra

Pribor stalak s epruvetama kapaljka

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3 koncentrirana HCl koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Epruvetu napunite do trećine s otopinom modre galice (c = 1 mol L1)

2 Laganim dokapavanjem uz stijenku epruvete dodajte 2 ndash 3 mL konc klorovodične kiseline

3 Kapalicom pažljivo sadržaj epruvete nadslojite s 1 - 2 mL konc otopine amonijaka

4 Dobili ste tri različito obojena sloja Jednadžbama opišite koji su kompleksi nastali u svakom sloju

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Definirajte Lavoisierov zakon o održanju mase i objasnite ga

2 Kemijske reakcije u kojima nastaju soli su mnogobrojne Za svaku vrstu reakcije jednadžbom navedite primjer

1) izravna sinteza iz elemenata

2) reakcija metala i kiseline ndash nastaje sol i plin vodik

3) reakcija metalnog oksida i kiseline ndash nastaje sol i voda

4) neutralizacija obuhvaća

ndash reakciju baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida kiseline i baze pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i anhidrida kiseline pri čemu nastaje sol

5) reakcija izmjene iona ndash dvije soli otopljene u vodi daju dvije nove soli pri čemu je jedna topljiva a

druga vrlo slabo topljiva u vodi (taloži)

6) reakcije bdquoistiskivanjardquo

ndash sol1 + jača kiselina sol2 + anhidrid slabije kiseline + voda

ndash sol1 + jača baza sol2 + slabija baza

3 Od navedenih spojeva izdvojite baze

a) CH3COOH(aq) b) H3PO4(aq) c) H2CO3(aq) d) HCl(aq) e) NaOH(aq) f) Na2SO4(s) g) Al(OH)3(s)

4 Od navedenih spojeva izdvojite kiseline

a) H3BO3(aq) b) NH3(aq) c) KCl(s) d) H2S(aq) e) CuSO4(s) f) HF(g) g) HClO(aq)

5 Navedenim spojevima napišite kemijske

formule i izdvojite soli

a) modra galica

b) vapnenac

c) zemni plin

d) magnezijevo mlijeko (magnezijev

hidroksid)

e) vitriolno ulje (konc sumporna kiselina)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 19

f) kalcijev fosfat

6 U ionskom obliku napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida

8 Koji niz sadrži neispravno napisane formule soli

a) NH4Cl FeCl2 FeCl3 K2SO4

b) (NH4)3PO4 Ag2CrO4 KI KClO

c) ZnI2 AgSCN Ca3(PO4)2 NaHCO3

d) FeCO3 MnSO4 BeCl3 AlF3

9 Koja reakcija predstavlja reakciju taloženja

a) CaCO3 rarr CaO + CO2

b) HCl + KOH rarr H2O + KCl

c) Na2S + Ni(NO3)2 rarr NiS + 2NaNO3

d) Zn + CuCl2 rarr ZnCl2 + Cu

10 Za navedenu kemijsku reakciju odgovorite

2KMnO4(s)+ 16HCl(l) rarr 5Cl2(g)+ 2KCl (aq)+ 2MnCl2(aq)+ 8H2O(l)

a) Što je oksidans b) Što je reducens c) Što se oksidiralo d) Što se reduciralo

11 Napiši jednadžbe reakcija dvostruke izmjene (uz naznačivanje agregacijskih stanja)

a) srebrov nitrat + klorovodična kiselina

b) barijev klorid + sumporna kiselina

c) bakrov(II) sulfat + natrijev sulfid

d) natrijev klorid + sumporna kiselina

e) srebrov(I) nitrat + natrijev sulfat

f) aluminijev klorid + natrijev hidroksid

12 Što su kompleksni spojevi

13 Objasnite zašto je modra galica kompleksni spoj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe 1 Je li gorenje svijeće kemijska ili fizikalna pojava Objasnite

2 Navedite nekoliko fizikalnih pojava vezanih uz promjenu agregacijskih stanja tvari Objasnite zašto su to

fizikalne promjene

3 Dopunite tablicu

Naziv fazne

pretvorbe

Opis

fazne pretvorbe

Opis pretvorbe

jednadžbom

(X = tvar)

Oznake za faznu

pretvorbu

taljenje čvrsto tekuće X(s) X(l) l

s Δfus

isparavanje

sublimacija

očvršćivanje

kondenzacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 16: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 16

23 Neutralizacija 231 Neutralizacija klorovodične kiseline amonijakom

Pribor dva satna stakla

Kemikalije koncentrirana HCl koncentrirane otopine NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Radite u digestoru Na predmetno stakalce dodajte par kapi otopine konc klorovodične kiseline

2 Na drugo predmetno stakalce dodajte par kapi koncentrirane otopine amonijaka

3 Približite satna stakalca i promatrajte što se zbiva

4 Opažene pojave potkrijepite kemijskom jednadžbom

232 Neutralizacije natrijeve lužine sumpornom kiselinom

Pribor pipeta čaša od 50 mL stakleni štapić

Kemikalije c(NaOH) = 01 mol dm3 c(H2SO4) = 01 mol dm3 otopina fenolftaleina w (BaCl2) = 5

Postupak izvođenja pokusa

1 Pipetom točno izmjerite volumen od 5 mL otopine natrijeva hidroksida zadane množinske

koncentracije i prebacite ga u čašu od 50 mL

2 Dodajte kap fenolftaleina Zabilježite promjenu boje

3 Izračunajte koliko mL otopine sumporne kiseline morate otpipetirati za neutralizaciju otopine

natrijeva hidroksida ako je koncentracija sumporne kiseline dvostruko veća od koncentracije otopine

natrijeva hidroksida

4 Otpipetirajte u čašu s otopinom natrijeva hidroksida izračunate mL sumporne kiseline

5 Promiješajte sadržaj u čaši staklenim štapićem Zabilježite opažanja

6 Napišite kemijsku jednadžbu reakcije O kojoj vrsti reakcije je riječ

7 Dodajte u čašu par kapi otopine barijeva klorida

8 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom Prisutnost kojih iona ste dokazali s

otopinom barijeva klorida

G Pavlović Praktikum opće kemije | 17

24 Reakcije oksidacije i redukcije 241 Oksidacijsko djelovanje kalijeva permanaganata u kiselim i lužnatim otopinama

Pribor stalak s epruvetama

Kemikalije c(KMnO4)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3

c(Na2SO3)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Razdijelite oko 30 mL otopine kalijeva permanganata u tri epruvete Uočite boju otopine

2 U prvu epruvetu ulijte 1-2 mL otopine sumporne kiseline u drugu 1-2 mL destilirane vode a u treću

1-2 ml otopine natrijeva hidroksida Uočite da ne dolazi do promjene boje u epruvetama

3 U svaku od triju epruveta dodajte po 05 -1 mL otopine kalijeva (ili natrijeva) sulfita

4 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskim jednadžbama

242 Reakcija otopine modre galice i aluminija

Pribor čaša od 50 mL menzura aluminijska folija

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte 20 mL otopine modre galice zadane koncentracije

2 Komadić aluminijske folije stavite u čašu

3 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom

243 Reakcija bakra i otopine srebrova nitrata

Pribor bakrena žica (ili bakrene strugotine) čaša menzura

Kemikalije w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Komadić bakrene žice (koji možete oblikovati u različite oblike) stavite u veću čašu u koju ste ulili

oko 20 mL otopine srebrova nitrata

2 Dolazi li do kemijske reakcije Što opažate Odgovor potkrijepite kemijskom jednadžbom

G Pavlović Praktikum opće kemije | 18

25 Reakcije nastajanja kompleksa 251 Kompleksi bakra

Pribor stalak s epruvetama kapaljka

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3 koncentrirana HCl koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Epruvetu napunite do trećine s otopinom modre galice (c = 1 mol L1)

2 Laganim dokapavanjem uz stijenku epruvete dodajte 2 ndash 3 mL konc klorovodične kiseline

3 Kapalicom pažljivo sadržaj epruvete nadslojite s 1 - 2 mL konc otopine amonijaka

4 Dobili ste tri različito obojena sloja Jednadžbama opišite koji su kompleksi nastali u svakom sloju

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Definirajte Lavoisierov zakon o održanju mase i objasnite ga

2 Kemijske reakcije u kojima nastaju soli su mnogobrojne Za svaku vrstu reakcije jednadžbom navedite primjer

1) izravna sinteza iz elemenata

2) reakcija metala i kiseline ndash nastaje sol i plin vodik

3) reakcija metalnog oksida i kiseline ndash nastaje sol i voda

4) neutralizacija obuhvaća

ndash reakciju baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida kiseline i baze pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i anhidrida kiseline pri čemu nastaje sol

5) reakcija izmjene iona ndash dvije soli otopljene u vodi daju dvije nove soli pri čemu je jedna topljiva a

druga vrlo slabo topljiva u vodi (taloži)

6) reakcije bdquoistiskivanjardquo

ndash sol1 + jača kiselina sol2 + anhidrid slabije kiseline + voda

ndash sol1 + jača baza sol2 + slabija baza

3 Od navedenih spojeva izdvojite baze

a) CH3COOH(aq) b) H3PO4(aq) c) H2CO3(aq) d) HCl(aq) e) NaOH(aq) f) Na2SO4(s) g) Al(OH)3(s)

4 Od navedenih spojeva izdvojite kiseline

a) H3BO3(aq) b) NH3(aq) c) KCl(s) d) H2S(aq) e) CuSO4(s) f) HF(g) g) HClO(aq)

5 Navedenim spojevima napišite kemijske

formule i izdvojite soli

a) modra galica

b) vapnenac

c) zemni plin

d) magnezijevo mlijeko (magnezijev

hidroksid)

e) vitriolno ulje (konc sumporna kiselina)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 19

f) kalcijev fosfat

6 U ionskom obliku napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida

8 Koji niz sadrži neispravno napisane formule soli

a) NH4Cl FeCl2 FeCl3 K2SO4

b) (NH4)3PO4 Ag2CrO4 KI KClO

c) ZnI2 AgSCN Ca3(PO4)2 NaHCO3

d) FeCO3 MnSO4 BeCl3 AlF3

9 Koja reakcija predstavlja reakciju taloženja

a) CaCO3 rarr CaO + CO2

b) HCl + KOH rarr H2O + KCl

c) Na2S + Ni(NO3)2 rarr NiS + 2NaNO3

d) Zn + CuCl2 rarr ZnCl2 + Cu

10 Za navedenu kemijsku reakciju odgovorite

2KMnO4(s)+ 16HCl(l) rarr 5Cl2(g)+ 2KCl (aq)+ 2MnCl2(aq)+ 8H2O(l)

a) Što je oksidans b) Što je reducens c) Što se oksidiralo d) Što se reduciralo

11 Napiši jednadžbe reakcija dvostruke izmjene (uz naznačivanje agregacijskih stanja)

a) srebrov nitrat + klorovodična kiselina

b) barijev klorid + sumporna kiselina

c) bakrov(II) sulfat + natrijev sulfid

d) natrijev klorid + sumporna kiselina

e) srebrov(I) nitrat + natrijev sulfat

f) aluminijev klorid + natrijev hidroksid

12 Što su kompleksni spojevi

13 Objasnite zašto je modra galica kompleksni spoj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe 1 Je li gorenje svijeće kemijska ili fizikalna pojava Objasnite

2 Navedite nekoliko fizikalnih pojava vezanih uz promjenu agregacijskih stanja tvari Objasnite zašto su to

fizikalne promjene

3 Dopunite tablicu

Naziv fazne

pretvorbe

Opis

fazne pretvorbe

Opis pretvorbe

jednadžbom

(X = tvar)

Oznake za faznu

pretvorbu

taljenje čvrsto tekuće X(s) X(l) l

s Δfus

isparavanje

sublimacija

očvršćivanje

kondenzacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 17: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 17

24 Reakcije oksidacije i redukcije 241 Oksidacijsko djelovanje kalijeva permanaganata u kiselim i lužnatim otopinama

Pribor stalak s epruvetama

Kemikalije c(KMnO4)=01 mol dm3 c(H2SO4)=01 mol dm3 c(NaOH)=01 mol dm3

c(Na2SO3)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Razdijelite oko 30 mL otopine kalijeva permanganata u tri epruvete Uočite boju otopine

2 U prvu epruvetu ulijte 1-2 mL otopine sumporne kiseline u drugu 1-2 mL destilirane vode a u treću

1-2 ml otopine natrijeva hidroksida Uočite da ne dolazi do promjene boje u epruvetama

3 U svaku od triju epruveta dodajte po 05 -1 mL otopine kalijeva (ili natrijeva) sulfita

4 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskim jednadžbama

242 Reakcija otopine modre galice i aluminija

Pribor čaša od 50 mL menzura aluminijska folija

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte 20 mL otopine modre galice zadane koncentracije

2 Komadić aluminijske folije stavite u čašu

3 Zabilježite opažanja i potkrijepite ih kemijskom jednadžbom

243 Reakcija bakra i otopine srebrova nitrata

Pribor bakrena žica (ili bakrene strugotine) čaša menzura

Kemikalije w(AgNO3)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Komadić bakrene žice (koji možete oblikovati u različite oblike) stavite u veću čašu u koju ste ulili

oko 20 mL otopine srebrova nitrata

2 Dolazi li do kemijske reakcije Što opažate Odgovor potkrijepite kemijskom jednadžbom

G Pavlović Praktikum opće kemije | 18

25 Reakcije nastajanja kompleksa 251 Kompleksi bakra

Pribor stalak s epruvetama kapaljka

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3 koncentrirana HCl koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Epruvetu napunite do trećine s otopinom modre galice (c = 1 mol L1)

2 Laganim dokapavanjem uz stijenku epruvete dodajte 2 ndash 3 mL konc klorovodične kiseline

3 Kapalicom pažljivo sadržaj epruvete nadslojite s 1 - 2 mL konc otopine amonijaka

4 Dobili ste tri različito obojena sloja Jednadžbama opišite koji su kompleksi nastali u svakom sloju

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Definirajte Lavoisierov zakon o održanju mase i objasnite ga

2 Kemijske reakcije u kojima nastaju soli su mnogobrojne Za svaku vrstu reakcije jednadžbom navedite primjer

1) izravna sinteza iz elemenata

2) reakcija metala i kiseline ndash nastaje sol i plin vodik

3) reakcija metalnog oksida i kiseline ndash nastaje sol i voda

4) neutralizacija obuhvaća

ndash reakciju baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida kiseline i baze pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i anhidrida kiseline pri čemu nastaje sol

5) reakcija izmjene iona ndash dvije soli otopljene u vodi daju dvije nove soli pri čemu je jedna topljiva a

druga vrlo slabo topljiva u vodi (taloži)

6) reakcije bdquoistiskivanjardquo

ndash sol1 + jača kiselina sol2 + anhidrid slabije kiseline + voda

ndash sol1 + jača baza sol2 + slabija baza

3 Od navedenih spojeva izdvojite baze

a) CH3COOH(aq) b) H3PO4(aq) c) H2CO3(aq) d) HCl(aq) e) NaOH(aq) f) Na2SO4(s) g) Al(OH)3(s)

4 Od navedenih spojeva izdvojite kiseline

a) H3BO3(aq) b) NH3(aq) c) KCl(s) d) H2S(aq) e) CuSO4(s) f) HF(g) g) HClO(aq)

5 Navedenim spojevima napišite kemijske

formule i izdvojite soli

a) modra galica

b) vapnenac

c) zemni plin

d) magnezijevo mlijeko (magnezijev

hidroksid)

e) vitriolno ulje (konc sumporna kiselina)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 19

f) kalcijev fosfat

6 U ionskom obliku napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida

8 Koji niz sadrži neispravno napisane formule soli

a) NH4Cl FeCl2 FeCl3 K2SO4

b) (NH4)3PO4 Ag2CrO4 KI KClO

c) ZnI2 AgSCN Ca3(PO4)2 NaHCO3

d) FeCO3 MnSO4 BeCl3 AlF3

9 Koja reakcija predstavlja reakciju taloženja

a) CaCO3 rarr CaO + CO2

b) HCl + KOH rarr H2O + KCl

c) Na2S + Ni(NO3)2 rarr NiS + 2NaNO3

d) Zn + CuCl2 rarr ZnCl2 + Cu

10 Za navedenu kemijsku reakciju odgovorite

2KMnO4(s)+ 16HCl(l) rarr 5Cl2(g)+ 2KCl (aq)+ 2MnCl2(aq)+ 8H2O(l)

a) Što je oksidans b) Što je reducens c) Što se oksidiralo d) Što se reduciralo

11 Napiši jednadžbe reakcija dvostruke izmjene (uz naznačivanje agregacijskih stanja)

a) srebrov nitrat + klorovodična kiselina

b) barijev klorid + sumporna kiselina

c) bakrov(II) sulfat + natrijev sulfid

d) natrijev klorid + sumporna kiselina

e) srebrov(I) nitrat + natrijev sulfat

f) aluminijev klorid + natrijev hidroksid

12 Što su kompleksni spojevi

13 Objasnite zašto je modra galica kompleksni spoj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe 1 Je li gorenje svijeće kemijska ili fizikalna pojava Objasnite

2 Navedite nekoliko fizikalnih pojava vezanih uz promjenu agregacijskih stanja tvari Objasnite zašto su to

fizikalne promjene

3 Dopunite tablicu

Naziv fazne

pretvorbe

Opis

fazne pretvorbe

Opis pretvorbe

jednadžbom

(X = tvar)

Oznake za faznu

pretvorbu

taljenje čvrsto tekuće X(s) X(l) l

s Δfus

isparavanje

sublimacija

očvršćivanje

kondenzacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 18: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 18

25 Reakcije nastajanja kompleksa 251 Kompleksi bakra

Pribor stalak s epruvetama kapaljka

Kemikalije c(CuSO4 middot 5H2O)=1 mol dm3 koncentrirana HCl koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 Epruvetu napunite do trećine s otopinom modre galice (c = 1 mol L1)

2 Laganim dokapavanjem uz stijenku epruvete dodajte 2 ndash 3 mL konc klorovodične kiseline

3 Kapalicom pažljivo sadržaj epruvete nadslojite s 1 - 2 mL konc otopine amonijaka

4 Dobili ste tri različito obojena sloja Jednadžbama opišite koji su kompleksi nastali u svakom sloju

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Definirajte Lavoisierov zakon o održanju mase i objasnite ga

2 Kemijske reakcije u kojima nastaju soli su mnogobrojne Za svaku vrstu reakcije jednadžbom navedite primjer

1) izravna sinteza iz elemenata

2) reakcija metala i kiseline ndash nastaje sol i plin vodik

3) reakcija metalnog oksida i kiseline ndash nastaje sol i voda

4) neutralizacija obuhvaća

ndash reakciju baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida kiseline i baze pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i kiseline pri čemu nastaje sol i voda

ndash reakciju anhidrida baze i anhidrida kiseline pri čemu nastaje sol

5) reakcija izmjene iona ndash dvije soli otopljene u vodi daju dvije nove soli pri čemu je jedna topljiva a

druga vrlo slabo topljiva u vodi (taloži)

6) reakcije bdquoistiskivanjardquo

ndash sol1 + jača kiselina sol2 + anhidrid slabije kiseline + voda

ndash sol1 + jača baza sol2 + slabija baza

3 Od navedenih spojeva izdvojite baze

a) CH3COOH(aq) b) H3PO4(aq) c) H2CO3(aq) d) HCl(aq) e) NaOH(aq) f) Na2SO4(s) g) Al(OH)3(s)

4 Od navedenih spojeva izdvojite kiseline

a) H3BO3(aq) b) NH3(aq) c) KCl(s) d) H2S(aq) e) CuSO4(s) f) HF(g) g) HClO(aq)

5 Navedenim spojevima napišite kemijske

formule i izdvojite soli

a) modra galica

b) vapnenac

c) zemni plin

d) magnezijevo mlijeko (magnezijev

hidroksid)

e) vitriolno ulje (konc sumporna kiselina)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 19

f) kalcijev fosfat

6 U ionskom obliku napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida

8 Koji niz sadrži neispravno napisane formule soli

a) NH4Cl FeCl2 FeCl3 K2SO4

b) (NH4)3PO4 Ag2CrO4 KI KClO

c) ZnI2 AgSCN Ca3(PO4)2 NaHCO3

d) FeCO3 MnSO4 BeCl3 AlF3

9 Koja reakcija predstavlja reakciju taloženja

a) CaCO3 rarr CaO + CO2

b) HCl + KOH rarr H2O + KCl

c) Na2S + Ni(NO3)2 rarr NiS + 2NaNO3

d) Zn + CuCl2 rarr ZnCl2 + Cu

10 Za navedenu kemijsku reakciju odgovorite

2KMnO4(s)+ 16HCl(l) rarr 5Cl2(g)+ 2KCl (aq)+ 2MnCl2(aq)+ 8H2O(l)

a) Što je oksidans b) Što je reducens c) Što se oksidiralo d) Što se reduciralo

11 Napiši jednadžbe reakcija dvostruke izmjene (uz naznačivanje agregacijskih stanja)

a) srebrov nitrat + klorovodična kiselina

b) barijev klorid + sumporna kiselina

c) bakrov(II) sulfat + natrijev sulfid

d) natrijev klorid + sumporna kiselina

e) srebrov(I) nitrat + natrijev sulfat

f) aluminijev klorid + natrijev hidroksid

12 Što su kompleksni spojevi

13 Objasnite zašto je modra galica kompleksni spoj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe 1 Je li gorenje svijeće kemijska ili fizikalna pojava Objasnite

2 Navedite nekoliko fizikalnih pojava vezanih uz promjenu agregacijskih stanja tvari Objasnite zašto su to

fizikalne promjene

3 Dopunite tablicu

Naziv fazne

pretvorbe

Opis

fazne pretvorbe

Opis pretvorbe

jednadžbom

(X = tvar)

Oznake za faznu

pretvorbu

taljenje čvrsto tekuće X(s) X(l) l

s Δfus

isparavanje

sublimacija

očvršćivanje

kondenzacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 19: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 19

f) kalcijev fosfat

6 U ionskom obliku napišite jednadžbe potpune neutralizacije

a) bromovodične kiseline i natrijeve lužine

b) octene kiseline i amonijevog hidroksida

c) sumporne kiseline i kalijeve lužine

d) dušične kiseline i magnezijeva hidroksida

e) perklorne kiseline i kalcijeva hidroksida

8 Koji niz sadrži neispravno napisane formule soli

a) NH4Cl FeCl2 FeCl3 K2SO4

b) (NH4)3PO4 Ag2CrO4 KI KClO

c) ZnI2 AgSCN Ca3(PO4)2 NaHCO3

d) FeCO3 MnSO4 BeCl3 AlF3

9 Koja reakcija predstavlja reakciju taloženja

a) CaCO3 rarr CaO + CO2

b) HCl + KOH rarr H2O + KCl

c) Na2S + Ni(NO3)2 rarr NiS + 2NaNO3

d) Zn + CuCl2 rarr ZnCl2 + Cu

10 Za navedenu kemijsku reakciju odgovorite

2KMnO4(s)+ 16HCl(l) rarr 5Cl2(g)+ 2KCl (aq)+ 2MnCl2(aq)+ 8H2O(l)

a) Što je oksidans b) Što je reducens c) Što se oksidiralo d) Što se reduciralo

11 Napiši jednadžbe reakcija dvostruke izmjene (uz naznačivanje agregacijskih stanja)

a) srebrov nitrat + klorovodična kiselina

b) barijev klorid + sumporna kiselina

c) bakrov(II) sulfat + natrijev sulfid

d) natrijev klorid + sumporna kiselina

e) srebrov(I) nitrat + natrijev sulfat

f) aluminijev klorid + natrijev hidroksid

12 Što su kompleksni spojevi

13 Objasnite zašto je modra galica kompleksni spoj

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe 1 Je li gorenje svijeće kemijska ili fizikalna pojava Objasnite

2 Navedite nekoliko fizikalnih pojava vezanih uz promjenu agregacijskih stanja tvari Objasnite zašto su to

fizikalne promjene

3 Dopunite tablicu

Naziv fazne

pretvorbe

Opis

fazne pretvorbe

Opis pretvorbe

jednadžbom

(X = tvar)

Oznake za faznu

pretvorbu

taljenje čvrsto tekuće X(s) X(l) l

s Δfus

isparavanje

sublimacija

očvršćivanje

kondenzacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 20: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 20

4 Jednadžbama prikažite disocijacije a) bromovodične kiseline b) fosforne kiseline c) perklorne kiseline i nazive

nastalih aniona kiselinskog ostatka Ako kiselina disocira u više stupnjeva prikažite jednadžbe postupne

disocijacije

5 Napišite nazive soli prema pravilima kemijske nomenklature a) KCl b) K3PO4 c) NH4NO3 d) MgI2 e)

Ca(HSO4)2

6 Pripremljena je otopina volumena 1 L u kojoj se nalazi 0001 mol HCl

a) Koliki je pH otopine

b) Koliki je pOH otopine

c) Otopini je dodana 1 L vode Koliki je pH

d) Postoje li u otopini hidroksidni ioni Obrazložite odgovor

7 Za koliko se jedinica promijeni pH vrijednost otopine ako joj povećamo koncentraciju hidroksidnih iona 100

puta

8 Dopunite tablicu

Otopina

Boja

univerzalnog

indikator papira

pH

(lt 7 =7 gt7)

Boja metiloranža Boja fenolftaleina

CH3COOH

NH3(aq)

NaCl

KI

CH3COONa

NH4NO3

CH3COONH4

NH4NO2

10 Dopuni tablicu

Kiselo

[H3O+] gt [OH] [H3O+] gt 10 107 mol dm-3 gt[ OH]

pH lt ____ pH lt 7 lt_____

Neutralno ____ = [OH] [H3O+] = _____ mol dm3 = [OH]

pH = pOH pH = 7 = _____

Bazično _____ lt [OH] _____ lt 10 107 mol dm3 lt [OH]

_____ gt pOH pH gt _____ gt pOH

11 Koliko grama vode disocira u 1 L čiste vode pri 25 C

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 21: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 21

3 Metode rastavljanja smjesa

31 Sublimacija joda

Pribor plamenik tronog mrežica čaša satno staklo

Kemikalije kristalići joda

Postupak izvođenja pokusa

1 U čistu suhu čašu od 50 mL stavite (žlicom) nekoliko kristalića joda

2 Čašu s jodom stavite na tronog na kojeg ste stavili keramičku mrežicu Pripremite plamenik

3 Čašu pokrijte satnim staklom

4 Ulijte vodovodne vode u satno staklo

5 Lagano zagrijavajte sadržaj čaše

6 Zabilježite opažanja

7 Napišite jednadžbom ovu opaženu promjenu

32 Filtriranje

321 Obično filtriranje

Pribor epruveta stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije c(HCl)=01 mol dm3 w(AgNO3)=2

Cilj vježbe Razlikovati smjese od čistih tvari upoznati i razlikovati metode

frakcioniranja tvari iz smjesa poznavati i znati objasniti fizikalne

karakteristike komponenata u smjesi na bazi kojih ih razdvajamo

Ključne riječi sublimacija kristalizacija ekstrakcija filtriranje destilacija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 22: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 22

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijemo 1 ndash 2 mL otopine srebrova nitrata i dodamo približno jednak volumen razrijeđene

klorovodične kiseline Protresemo epruvetu i odložimo na stalak za epruvete Zabilježimo uočene

promjene

2 Pripremimo aparaturu za obično filtriranje prema napucima voditelja vježbi

3 Filter-papir u lijevku navlažimo destiliranom vodom

4 Sadržaj epruvete protresemo i suspenziju lijevamo preko staklenog štapića na filter-papir pazeći da

ga ne oštetimo

5 Zabilježimo opažanja

322 Vruće filtriranje

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić stativ metalni prsten lijevak filter-papir

Kemikalije w(KI)=2 w(Pb(NO3)2)=2

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 100 mL ulijte oko 5 mL otopine olovovog(II) nitrata i jednaki volumen otopine kalijeva

jodida Dobro protresite i ostavite da se istaloži Nastaje žuta suspenzija Napišite jednadžbu reakcije

2 Otopinu lagano zagrijavajte i zabilježite uočene promjene Zašto je otopina promijenila boju Kako

se mijenja topljivost nastalog taloga s temperaturom

3 Napravite naborani filter-papir prema naputcima i pripremite aparaturu za vruće filtriranje

4 Profiltrirajte otopinu

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 23: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 23

323 Filtriranje pod sniženim tlakom

Pribor stalak s epruvetama stakleni štapić Buumlchnerov lijevak boca sisaljka vakuum sisaljka filter-

papir

Kemikalije w(AlCl3)=10 w(NH3(aq))=2

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu oko 5 mL otopine aluminijeva klorida i dodajte približno isti volumen otopine

amonijaka Protresite i ostavite da se istaloži Uočite promjene i napišite jednadžbu reakcije

2 Pripremite aparaturu za vakuum-filtriranje prema naputcima

3 Profiltrirajte otopinu pomoću boce sisaljke i vodene vakuumske pumpe (Bunsenove sisaljke)

Slijedite naputke za rad s vakuum-sisaljkom

33 Kristalizacija

331 Kristalizacija modre galice

Pribor čaša od 100 mL stakleni štapić plastična žica papirnata lađica običan lijevak filtrirni papir

plamenik keramička mrežica drveni štapić ili grafitna olovka konac

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripravite zasićenu otopinu modre galice tako da u čašu od 100 mL ulijete 20 mL destilirane vode i

zagrijete do vrenja

2 Priredite zasićenu otopinu modre galice tako da izračunate koliko treba odvagati (u gramima) modre

galice ako je njena topljivost 208 g100 mL H2O pri 20C a pri 100C 2000 g100 mL H2O

3 Izvažite izračunatu masu korištenjem papirnate lađice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 24: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 24

4 Otopite modru galicu tako da u čaši s kipućom vodom tako da neprestano miješate staklenim

štapićem

5 Na sredini grafitne olovke ili štapića zavežite dulji konac i uronite u čašu s otopinom

5 Gumicom za kosu na čašu pričvrstite komad papira na kojem ste napisali ime i prezime i broj grupe

te je probušite olovkom na par mjesta

6 Ostavite čašu na gornju policu u laboratoriju daleko od izvora topline

34 Ekstrakcija

341 Ekstrakcija joda iz vodene otopine pomoću n-heksana

Pribor stativ metalni prsten lijevak za odjeljivanje čaša

Kemikalije vodena otopina joda heksan n-C6H14

Postupak izvođenja pokusa

1 Priredite u digestoru aparaturu prema naputcima

2 U lijevak za odjeljivanje ulijte oko 10 mL vodene otopine joda Uočite boju vodene otopine joda

3 Dodajte oko 5 mL otopine heksana Zatvorite lijevak čepom i dobro izmućkajte sadržaj držeći s

jednom rukom pipac a s drugom čep lijevka (pratite naputke kako se provodi ekstrakcija) Prilikom

izmućkivanja (ekstrakcije) povremeno otvorimo pipac na lijevku da se tlak u lijevku izjednači s

atmosferskim Pri tome da ne bi sadržaj lijevka (otopina) iscurila okrenemo lijevak naopačke

4 Lijevak za odjeljivanje odložite na željezni stativ Uočite dva različito obojena sloja koja se ne miješaju

Što su oni po sastavu

5 Kada se jasno vide odvojeni slojevi skinite čep otvorite pipac lijevka i ispustite donji sloj u predložak

(čašu)

6 Preostali sloj ispustite u drugu čašu

7 U lijevak ponovo vratite otopinu joda u heksanu i postupak ponovite dok vodeni sloj ne postane

bezbojan Tada je sav jod prešao iz vodenog sloja u heksanski

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 25: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 25

35 Destilacija 351 Destilacija sulfatno kisele otopine modre galice pri atmosferskom tlaku

Pribor porculanski tarionik s tučkom stativ tronog mrežica plamenik hvataljke tikvica s okruglim

dnom nastavak za destilaciju nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim

vratom čaša od 500 mL predložak za hvatanje destilata menzura univerzalni indikator papir

staklene kuglice

Kemikalije CuSO4 middot 5H2O c(H2SO4)=01 mol dm3

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu za destilaciju pri atmosferskom tlaku prema naputcima

2 Pripravite otopinu za destilaciju tako da u čašu od 500 mL dodate 1 g modre galice koju ste prethodno

smrvili u tarioniku oko 200 mL destilirane vode i 2 mL razrijeđene otopine sumporne kiseline čiji ste

volumen izmjerili menzurom od 5 mL Pripravljena otopina bit će dostatna za cijelu grupu

3 Zabilježite boju otopine Odredite vrijednost pH otopine univerzalnim indikatorskim papirom

4 U tikvicu za destilaciju stavite par staklenih kuglica Čemu one služe

5 Ulijte pomoću lijevka s dugim vratom (zašto) do polovice tikvice za destilaciju pripremljenu

otopinu

6 Zagrijavajte šuštećim plamenom otopinu do vrenja

7 Sakupite nekoliko kapi destilata u predložak Kada padne prva kap destilata u predložak očitajte na

termometru temperaturu To je vrelište destilata Zabilježite taj podatak

8 Odredite vrijednost pH destilata univerzalnim indikatorskim papirom Zaključite što je po

kemijskom sastavu destilat Obrazložite odgovor

352 Frakcijska destilacija dviju tekućina bliskih vrelišta ndash destilacija razrijeđene octene kiseline

Pribor stativ tronog mrežicaplamenik hvataljke tikvica s okruglim dnom nastavak za destilaciju

nastavak za termometar termometar Liebigovo hladilo lijevak s dugim vratom predložak za hvatanje

destilata menzura stalak s epruvetama staklene kuglice kapaljka

Kemikalije w(CH3COOH)=35 otopina fenolftaleina w(NaOH)=20

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremite aparaturu za frakcijsku destilaciju prema naputcima

2 Ulijte do polovice volumena tikvice za destilaciju otopinu octene kiseline

3 Otopinu zagrijavajte do vrenja šuštećim plamenom

4 Sakupljajte pojedine frakcije - destilate na slijedeći način

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 26: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 26

1 Prvih deset kapi destilata sakupljenih u epruvetu-predložak bacite

2 Drugih 7 kapi sakupite u zasebnu epruvetu To je frakcija I Očitajte temperaturu na

termometru Dodajte kap fenolftaleina u epruvetu s frakcijom I Kapalicom dokapavajte

priređenu otopinu NaOH poznate koncentracije izravno u destilat (ne smije se slijevati niz

unutarnje stijenke epruvete) Nakon svake dodane kapi NaOH protresite dobro epruvetu

Brojite kapi dok se u epruveti ne promijeni boja u ružičastu Odakle potječe takvo obojenje

3 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

4 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (II frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s II frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

5 Sljedećih 15 mL sakupljenih u novu epruvetu-predložak bacite

6 Sakupljate sljedećih 7 kapi u novu epruvetu-predložak (III frakcija) Očitajte temperaturu na

termometru Ponovite s III frakcijom postupak s otopinom NaOH Zabilježite broj potrošenih

kapi

7 Izvedite zaključak na temelju eksperimenta što su pojedine frakcije po kemijskom sastavu

Ispunite tablicu u vašim Dnevnicima rada

Frakcija Vrelište frakcijeC Broj potrošenih kapi NaOH

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Kako dijelimo tvari Po čemu se razlikuju a) smjese od čistih tvari b) heterogene od homogenih

smjesa c) kemijski spojevi od elemenata

2 Što je frakcioniranje

3 Definirajte navedene metode rastavljanja smjesa i navedite na kojem fizikalnom svojstvu tvari se

temelje a) sublimacija b) kristalizacija c) filtriranje d) ekstrakcija e) destilacija

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je vrat lijevka potrebno nasloniti na stijenke tikvice u koju se prikuplja filtrat

2 Zašto je filtrirni papir potrebno navlažiti vodom prije samog filtriranja Hoćete li papir navlažiti

vodom ukoliko filtrirate otopinu nekog spoja u tetraklormetanu Objasnite

3 Zašto se pri vrućem filtriranju koristi naborani filtrirni papir a ne ravni filtrirni papir

4 Zašto filtrirni papir u Buchnerovu lijevku ne smije prelaziti na vertikalnu stijenku lijevka

5 Nacrtajte aparaturu za destilaciju i navedite sve njene dijelove

6 Zašto staklenu tikvicu koju želite zagrijavati treba prethodno obrisati suhom krpom kako se na

vanjskim stijenkama ne bi zadržale kapljice vode

7 Zašto se u tikvicu za destilaciju stavljaju kamenčići

8 Objasnite razliku između destilacije pri atmosferskom tlaku i destilacije pri sniženom tlaku U

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 27: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 27

kojim slučajevima je osobito podesna vakuumska destilacija

9 Objasnite zašto se otopine koje sadrže organska otapala prilikom destilacije ne smiju grijati

plamenom Kako biste mogli zagrijati takvu otopinu

10 Opišite kako radi Bunsenova sisaljka

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 28: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 28

4 Određivanje fizikalnih konstanti tvari i empirijske formule spoja

41 Određivanje gustoće uzorka

Pribor menzura od 100 mL

Kemikalije predmet čiju gustoću treba odrediti

Arhimed iz Sirakuze

Postupak izvođenja pokusa

1 U menzuru od 100 mL ulijte vodovodnu vodu do polovice volumena

2 Izvažite na tehničkoj vagi zadani predmet

2 Uronite zadani predmet u vodu

3 Zabilježite povećanje razine vode u menzuri i odredite volumen predmeta

4 Iz dobivenih podataka izračunajte gustoću predmeta u g cm3

Cilj vježbe Upoznati se s metodama određivanja odabranih fizikalnih konstanti koje su

karakteristične za određenu tvar

Ključne riječi gustoća tvari talište molarna masa otapanje cinka u klorovodičnoj kiselini

modra galica hidrati maseni udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 29: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 29

42 Određivanje tališta nepoznatog uzorka

Pribor stativ termometar plamenik Thielov aparat staklena cijev kapilare

Kemikalije nepoznati uzorak

Postupak izvođenja pokusa

Napomena Talište nepoznatog uzorka mjerite tri puta Prvo mjerenje je orijentacijsko

1 Priredite Thielov aparat za određivanje tališta nepoznatog uzorka

2 Dobivene cjevčice zatalite na jednom kraju prema naputcima tako da dobijete kapilare

3 Kapilaru napunite nepoznatim usitnjenim uzorkom koristeći dugačku staklenu cijev Stupac uzorka

u kapilari treba biti vidljiv (1 ndash 2 cm) i dobro sabijen u kapilari

4 Navlažite termometar

5 Kapilaru s uzorkom priljubite uz termometar na način da stupac uzorka u kapilari bude u visini

rezervoara termometra

6 Pažljivo sve stavite u tekućinu u Thielovom aparatu

7 Zagrijavajte najmanjim plamenom (prosječan raste temperature 2 C u minuti) uzorak preko mrežice

Thielovog aparata dok uzorak ne postane proziran

8 Očitajte talište uzorka

9 Ponovite mjerenja s novim šaržama istog uzorka Pri tome ohladite tekućinu kojom je punjen Thielov

aparat barem za 10 C nižu od prvog mjerenja

10 Izračunajte talište nepoznatog uzorka kao aritmetičku sredinu svih mjerenja (ako su dovoljno

bliska ono koje odstupa izbacite iz računa)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 30: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 30

43 Određivanje molarne mase cinka

Pribor stativ hvataljka(klema) mufa odmjerna cijev nivo-cijev gumene cijevi stezaljka

Kemikalije cink otopina CuSO4 middot 5H2O H2SO4 (14)

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte do polovice razrijeđenu otopinu sumporne kiseline i pričvrstite je na aparaturu

pomoću kleme (hvataljke) u kosi položaj Kiselini možete dodati malo otopine modre galice (nastaje

galvanski članak koji pospješuje reakciju)

2 Odvagani komadić cinka (na analitičkoj vagi) stavite na vrh epruvete tako da ne dođe u dodir s

kiselinom (nema reakcije)

3 Epruvetu pažljivo začepite gumenim čepom

4 Izjednačite razinu vode u odmjernoj cijevi s onom u nivo-cijevi (ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u

čašu-predložak)

5 Očitajte na odmjernoj cijevi početni volumen

6 Okrenite epruvetu tako da cink i sumporna kiselina reagiraju Stvaraju se mjehurići bezbojnog plina

Ako je reakcija prespora lagano zagrijte epruvetu

7 Plin potiskuje vodu u odmjernoj cijevi a stalnim polaganim ispuštanjem vode iz nivo-cijevi u čašu

reguliramo tlak u odmjernoj cijevi

8 Kada se više ne razvijaju mjehurići i sav cink je izreagirao očitajte volumen razvijenog plina na

odmjernoj cijevi i oduzmite ga od početnog volumena u odmjernoj cijevi

9 Izračunajte molarnu masu cinka prema priloženom računskom primjeru u Prilogu

10 Napišite jednadžbe reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 31: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 31

44 Određivanje formule spoja

441 Određivanje sadržaja vode u modroj galici

Pribor plamenik tronog mrežica porculanska zdjelica

Kemikalije modra galica

Postupak izvođenja pokusa

1 Izvažite na tehničkoj vagi porculansku zdjelicu

2 Manjom plastičnom žlicom stavite malo modre galice u zdjelicu i ponovo izvažite na tehničkoj vagi

3 Zagrijavajte smjesu plamenikom dok ne zaostane bijeli talog CuSO4

4 Ohladite zdjelicu i ponovo izvažite

5 Izračunajte sadržaj vode u modroj galici

6 Napišite jednadžbu kemijske reakcije i odredite formulu modre galice

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 32: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 32

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Što je gustoća tvari Navedite formulu i mjernu jedinicu

2 O čemu ovisi gustoća tvari

3 Što je molarna masa tvari U kakvom je odnosu s relativnom atomskom odnosno relativnom molekulskom

masom tvari

4 Koje vrste kemijskih formula poznajete Navedite definicije i objasnite na primjeru formule benzena

5 Jesu li modra galica i bakrov sulfat dva različita spoja Što su hidratne soli

6 Izračunajte maseni udio vode u modroj galici na temelju formule spoja

7 Izračunajte masene udjele elementa u vodi

8 Izračunaj masu zraka u sobi površine 15 m2 i visine 3 m Gustoća zraka je 12 g dm3 Kolika je množina kisika

u toj prostoriji Koliko je atoma kisika prisutno u toj sobi

9 Na etiketi tvorničkog pakiranja neke krute kemikalije X piše da je maseni udio tvari X 98

a) Koliki je maseni udio nečistoće

b) Ako je masa pakiranja 250 g kolika je masa same kemikalije X u tom pakiranju

c) Ako je za neku reakciju potrebno upotrijebiti 0500 g tvari X koliko bi trebalo odvagnuti kemikalije iz

ovog tvorničkog pakiranja

10 Koliko grama vode ima u 1255 g CuSO4 middot 5 H2O

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Na kojem zakonu se temelji određivanje gustoće tvari u vježbi 41 Obrazložite

2 Koji osnovni uvjet treba ispuniti zadani predmet da bismo ovu metodu koristili za određivanje gustoće

uzorka

3 Kako određujemo gustoću tekućih uzoraka Što su areometri

4 Kako se mijenja gustoća vode s temperaturom Pod kojim nazivom je poznata ta pojava

5 Čime se pune Thielovi aparati Zašto

6 Čemu služi određivanje tališta

7 Koju fizikalnu veličinu treba poznavati da bismo mogli odrediti molekulsku formulu spoja

8 Postoje li spojevi čija empirijska i molekulska formula su jednake Navedite primjere

9 U vježbi 43 osim sumporne kiseline koju kiselinu ste još mogli upotrijebiti Koju kiselinu ne biste smjeli

upotrijebiti

10 Poznajete li još neku sol koja u svom sastavu sadrži vodu Što su galice općenito Što je soda

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 33: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 33

5 Otopine i elektrokemija

511 Otapanje amonijaka u vodi ndash bdquovodoskokldquo

Pribor plamenik velika epruveta čep sa staklenom cijevi univerzalni indikator papir posuda za

kristalizaciju

Kemikalije koncentrirana otopina NH3

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu ulijte 5 mL koncentrirane otopine amonijaka (radite u digestoru) i dobro je začepite

čepom kroz koji prolazi na vrhu sužena staklena cijev

2 Otopinu u epruveti lagano zagrijavajte plamenikom

3 Filter-papirom natopljenim fenolftaleinom dokažite na suženom vrhu cijevi da je zrak istisnut i da je

epruveta ispunjena amonijakom

4 Preokrenite epruvetu i odmah je uronite u posudu za kristalizaciju napunjenu vodom

5 Dolazi do pojave vodoskoka Objasnite nastalu pojavu

Cilj vježbe upoznati se s otapanjem plinova u vodi razlikovati kemijsko i fizikalno

otapanje plinova u vodi naučiti pripraviti otopinu određene koncentracije

metodom razrijeđivanja razlikovati elektrolite od neelektrolita upoznati se

s galvanskim člankom prepoznati dijelove galvanskog članka definirati

produkte elektrolize odabranih elektrolitnih otopina kvantitativno

izračunati produkte elektrolize

Ključne riječi kemijska reakcija amonijaka u vodi Henryev zakon otopine množinska i

masena koncentracija maseni i množinski udjeli molalnost elektroliti

galvanski i elektrolizni članak oksidacija i redukcija oksidansi i reducensi

elektroliza Faradayevi zakoni elektrolize Faradayeva konstanta

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 34: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 34

512 Otapanje plinova u vodi ndash Henryev zakon

Pribor velika epruveta debelog stakla Bunsenova sisaljka

Kemikalije c(NH3)= 01 mol dm3 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U veliku epruvetu od debelog stakla ulijte 20 mL razrijeđene otopine amonijaka Dodajte kap

fenolftaleina Zabilježite promjenu boje fenolftaleina

2 Spojite epruvetu na Bunsenovu sisaljku i lagano prosisavajte zrak kroz otopinu amonijaka u

epruveti

3 Uočite obezbojavanje otopine nakon nekog vremena

4 Objasnite promjene boje fenolftaleina

5 Izvedite pokus kod kuće prema slici Na temelju pokuse objasnite Henryev zakon fizikalnog otapanja

plinova

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 35: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 35

52 Priprava otopine određene koncentracije metodom razrjeđivanja

Pribor odmjerna tikvica čaša pipeta propipeta kapaljka

Kemikalije koncentrirana otopina H2SO4 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Svaki student dobit će zadani volumen i koncentraciju otopine H2SO4 koju treba prirediti iz

koncentrirane otopine H2SO4

2 Prvo je potrebno izračunati množinsku koncentraciju koncentrirane sumporne kiseline na

temelju podataka s naljepnice originalne boce a prema pokazanom primjeru

3 Zatim je potrebno izračunati volumen konc H2SO4 koji treba otpipetirati za pripravu otopine

4 U odmjernu tikvicu koju ste dobili ulijte destilirane vode tako da pokrije dno tikvice

5 U digestoru otpipetirajte izračunati volumen koncentirane H2SO4 u odmjernu tikvicu

6 Dodajte destilirane vode tik do kalibracijske oznake Zatvorite tikvicu čepom i promiješajte

(homogenizirjate) otopinu okrećući tikvicu gore-dolje nekoliko puta

7 Skinite čep i u visini očiju pogledajte razinu otopine u tikvici i nadopunite kapaljkom tikvicu s

destiliranom vodom tako da donji meniskus otopine bdquoležildquo na kalibracijskoj oznaci

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 36: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 36

53 Električna vodljivost otopina

Pribor deset čaša od 100 mL ugljene elektrode laboratorijski ispravljač

Kemikalije otopina šećera otopina etanola vodovodna voda destilirana voda c(NaCl)=01 mol L1

c(HCl)=01 mol L1 c(H2SO4)=01 mol L1 c(HClO4)=01 mol L1 c(H3PO4)=01 mol L1

c(NH3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Deset čaša sadrži otopine kiselina hidroksida soli šećera etanola te vodovodnu i destiliranu vodu

Pripremljene otopine su sve jednakih koncentracija c = 01 mol L1

2 Ispitajte električnu vodljivost svake od pripremljenih otopina na način da čiste i suhe ugljene

elektrode uronite u čašu s elektrolitnom otopinom i pratite što pokazuje kazaljka voltmetra na

ispravljaču (transformatoru) U stvari izravno se ne mjeri električna vodljivost kao fizikalna veličina

već napon i jakost struje iz čega se neizravno zaključuje o električnoj vodljivosti svake otopine

3 Prije svakog uranjanja u otopinu elektrode treba isprati destiliranom vodom i osušiti brisanjem

staničevinom jer MORAJU TIJEKOM RADA BITI SUHE

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 37: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 37

54 Galvanski i elektrolizni članci

541 Određivanje razlike potencijala galvanskog članka

Pribor dvije čaše od 150 mL elektrolitski most cinkova elektroda bakrena elektroda unimer

Kemikalije c(ZnSO4)=10 mol L1 c(CuSO4)=10 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Čaše do polovice ispunjene s otopinom ZnSO4 odnosno modre galice stavite jednu uz drugu i spojite

elektrolitskim mostom

2 Elektrode od cinka odnosno bakra uronite u odgovarajuće otopine

3 Elektrode spojite žicama na unimer (univerzalni mjerni instrument) i izmjerite napon nastalog

Daniellovog članka

4 Usporedite eksperimentalno određenu vrijednost s izračunatom na temelju standarnih elektrodnih

potencijala katode i anode u Voltinom nizu

542 Elektroliza vodene otopine kuhinjske soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 38: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 38

Pribor staklena U-cijev laboratorijski ispravljač dvije ugljene elektrode

Kemikalije w(NaCl)=10 w(KI+škrob) =05 w(škrob)=2 otopina fenolftaleina

Postupak izvođenja pokusa

1 U staklenu U-cijev ulijte oko 23 otopine kuhinjske soli

2 Uronimo ugljene elektrode u otopinu

3 Pomoću dvije žice elektrode priključimo na ispravljač

4 Promatramo što se zbiva oko katode odnosno anode Zabilježimo zapažanja

5 Nakon 30 sekundi prekinemo elektrolizu

6 Kapaljkom u anodni prostor dodamo 2-3 kapi KI+škrob otopine Zabilježimo zapažanja

7 Drugom kapaljkom u katodni prostor dodamo 2-3 kapi otopine fenolftaleina Zabilježimo

opažanja

8 Elektrode isperite običnom a zatim destiliranom vodom i osušimo filter-papirom ili staničevinom

9 Napišite jednadžbe procesa na katodi i anodi

543 Određivanje Faradayeve konstante ndash elektroliza otopine jake kiseline s topljivom bakrenom

anodom

Pribor odmjerna cijevčaša od 400 mL bakrena anoda laboratorijski ispravljač štopericapinceta

Kemikalije c(H2SO4)=40 mol L1 etanol

Postupak izvođenja pokusa 1 Odmjernu cijev (biretu) i čašu napunimo otopinom H2SO4

2 Bakrenu anodu ispranu destiliranom vodom zatim etanolom i osušenom izvažemo na 4 decimale na

analitičkoj vagi pomoću pincete BAKRENA ANODA SE NE SMIJE DIRATI PRSTIMA

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 39: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 39

3 Spojimo bakrenu anodu na aparaturu

4 Elektrolizu provodimo zadano vrijeme (s) i sa zadanom jakošću struje (IA)

5 Prekinemo elektrolizu i pričekamo da se mjehurići razvijenog plina(vodika) u bireti bdquoslegnuldquo

6 Očitamo volumen vodika na bireti

7 Pretvorimo razvijeni volumen vodika na volumen pri normalnim okolnostima (p = 101325 Pa

T = 27315 K)

8 Bakrenu anodu izvadimo iz čaše operemo destiliranom vodom osušimo etanolom obrišemo staničevinom i

ponovo važemo na analitičkoj vagi na 4 decimale

9 Masa bakrene anode se smanjila Iz mase otopljenog bakra izračunamo množinu otopljenog bakra

10 Izračunamo Faradayevu konstantu prema

a) molovima otopljenog bakra i

b) volumenu razvijenog vodika pri normalnim okolnostima

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Plinovi se mogu otapati u vodi fizikalno i kemijski Objasnite razliku

2 Navedite nekoliko plinova koji se otapaju kemijski u vodi i odgovor potkrijepite jednadžbama

reakcija

3 Kojim fizikalnim veličinama izražavamo kvantitativan sastav otopina i kakav je njihov međusoban

odnos

4 Na koja dva osnovna načina se priređuju otopine zadane koncentracije Opišite

5 Zadano je 557 mL otopine klorovodične kiseline koncentracije 0030 mol dm3 Iz te otopine treba

načiniti otopinu čija je vrijednost pH 18 Koliko litara takve otopine možete prirediti

6 Izračunajte množinsku koncentraciju otopine natrijeva karbonata masenog udjela 15 i gustoće

1160 g mL1

7 Ocat koji se rabi u kućanstvima je po masenom udjelu najčešće 5 -tna vodena otopina Kako ćete

prirediti 500 g takvog octa Koliko grama vode ćete uzeti

8 Student je dobio zadatak prirediti 1 L otopinu dušične kiseline koncentracije 012 mol dm3 Na

raspolaganju mu je originalna boca koncentrirane dušične kiseline Naljepnica s boce prikazana je na

slici Na temelju podataka s naljepnice riješite zadatak

9 Objasnite razliku između galvanskog i elektroliznog članka

10 Prikažite shematski Daniellov članak Napišite jednadžbe reakcija na katodi i anodi tog članka

11 Što određuje pol neke elektrode

12 Što je elektrokemijski niz elemenata (Voltin niz)

13 Što je standardni elektrodni potencijal galvanskog članka Napišite formulu i objasnite termin

bdquostandardnildquo

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 40: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 40

14 Što su oksidansi Što su reducensi Što je oksidacija Što je redukcija Navedite najvažnije oksidanse

i reducense koje poznajete

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Izračunajte masu kalijeva sulfata i vode potrebne za pripravu 225 g otopine u kojoj je maseni udio

otopljene tvari 118

2 Kolika je koncentracija otopine koja je dobivena miješanje 1000 mL otopine NaOH koncentracije

05250 mol dm3 i 2500 mL otopine NaOH koncentracije 01005 mol dm3

3 Zadana je koncentrirana klorovodična kiseline masenog udjela 36 i gustoće 1179

g cm3 Treba prirediti razrijeđenu otopinu masenog udjela 5 i gustoće 1023 g cm3 Koliko je

mililitara koncentrirane kiseline potrebno za pripravu 100 mL razrijeđene kiseline

4 Pomiješano je 100 mL otopine sumporne kiseline gustoće 140 g cm3 i masenog udjela 051 i 12000

mL otopine kalijeve lužine gustoće 1399 g cm3 i masenog udjela 040 Napišite jednadžbu reakcije i

izračunajte koja tvar je mjerodavni reaktant

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 41: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 41

6 Anorganska kemija I

61 Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika

Pribor Kippov aparat cijev za redukciju klor kalcijeva cijev porculanska lađica mala epruveta

savijena staklena cijev plamenik

Kemikalije Cink-granule HCl 11 bakrov oksid

Postupak izvođenja pokusa

1 Za proizvodnju vodika koristi se u ovoj vježbi Kippov aparat (vidi crtež aparata na str 42) Središnja

kugla (6) ispunjena je granulama cinka a u donjoj kugli (7) nalazi se klorovodična kiselina (11)

Otvaranjem odvodnog pipca (3) kiselina dolazi u doticaj s granulama cinka i počinje razvijanje

vodika

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima vodika klora i kisika Upoznati se metodama

laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima

vodikovog peroksida sumporovog(IV) oksida sumporne kiseline

Ključne riječi svojstva vodika Kippov aparat redukcijsko djelovanje vodika na bakrov(II)

oksid svojstva halogenih elemenata dobivanje klora broma i joda -

jednadžbe oksidacijsko djelovanje klora na željezo disproporcioniranje

klora u jakim lužinama dobivanje klora elektrolizom otopine natrijeva

klorida fizikalna i kemijska svojstva kisika jednadžbe laboratorijskog

dobivanja oksidativno djelovanje kisika tvrdoća vode i ionski izmjenjivači

vodikov peroksid svojstva i oksidacijsko djelovanje spojevi sumpora

dobivanje i svojstva SO2 svojstva sumporne kiseline

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 42: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 42

2 Na analitičkoj vagi izvažemo praznu porculansku lađicu a zatim je napunimo s uzorkom bakrova

oksida iz boce i ponovo važemo Zabilježimo mase

3 U dugačku cijev za redukciju stavimo lađicu s uzorkom crnog praha bakrova oksida tako da se lađica

ne nalazi u blizini kleme (zbog zagrijavanja)

4 Cijev zatvorimo gumenim čepom kroz koji prolazi uska savijena staklena cijev

5 Propuštamo otvaranjem odvodnog pipca neko vrijeme slabu struju osušenog vodika (klor-kalcijeva

cjevčica) kroz cijev za redukciju kako bi istjerali zrak i cijev ispunili potpuno vodikom

6 Probom na praskavac (eksplozivna smjesa vodika i kisika u omjeru 21) provjeravamo je li ima još

zraka u cijevi Proba se izvodi tako da vodik neko vrijeme sakupljamo u malu preokrenutu

epruvetu iznad savijene staklene cijevi tako da epruvetu uhvatimo između kažiprsta i srednjeg

prsta otvorom prema dolje napunimo je vodikom i polako podignemo i otvor začepimo palcem

Zatim epruvetu prinesemo plameniku i maknemo palac Ako začujemo prasak ili fijuk znači da u

aparaturi ima još zraka Postupak ponavljamo sve do negativne probe na praskavac

7 Zapalimo vodik na izlasku iz savijene staklene cijevi On izgara bezbojnim plamenom

8 Tada započinjemo grijati cijev za redukciju prvo laganim plamenom cijelom površinom

(predgrijavanje) a zatim šuštećim plamenom površinu porculanske lađice

9 Uz kontinuiran prolaz vodika i uz zagrijavanje dolazi do redukcije bakrova oksida vodikom

(redukcijska svojstva vodika) što vidimo po promjeni boje u lađici iz crne u narančasto-crvenu

boju elementarnog bakra

10 Reakcija je završena kada više nema crnog praha u lađici Aparaturu ohladimo uz kontinuiranu

struju vodika izvadimo lađicu i važemo na tehničkoj vagi

11 Iz mase bakrova oksida i mase elementarnog bakra izračunamo masu kisika a zatim izračunamo

empirijsku formulu bakrova oksida

12 Napišite jednadžbe reakcija koje se zbivaju u Kippovom aparatu i cijevi za redukciju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 43: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 43

62 Laboratorijsko dobivanje i oksidacijska svojstva klora

Pribor lijevak za dokapavanje pet velikih epruveta satno staklo željezna vuna

Kemikalije koncentrirana HCl w(KBr)=3 w(KI)=5 w(NaOH)=15 svježa otopina KI+škrob

Postupak izvođenja pokusa

1 Pripremimo u digestoru aparaturu kako je prikazano na slici Gumene cijevi i čepovi ne smiju nigdje

propuštati kako plin ne bi izlazio van

2 Otvaranjem pipca na lijevku za dokapavanje počinje reakcija Uočava se pojava žuto-zelenog plina

klora

3 U epruvetama s KBr i KI vidljiva je kemijska reakcija jer dolazi do promjene boje Zabilježite

opažanja

4 U zadnjoj epruveti nastaje natrijev hipoklorit u reakciji klora s natrijevom lužinom Ujedno se tako i

neutralizira suvišak klora i sprječava ispuštanje u atmosferu Dokažite nastajanje hipokloritnih

iona tako da u praznu epruvetu kapaljkom uzmete par kapi otopine iz zadnje epruvete i dodate

novom kapaljkom 1-2 kapi svježe otopine KI+škrob Nastaje plavo obojenje Objasnite

5 Prazna epruveta služi kao stupica Objasnite Ona je sada ispunjena klorom Užarenu željeznu vunu

namotanu na željeznu žicu (ili žlicu) brzo stavite u epruvetu-stupicu Zabilježite opažanja

6 Napišite jednadžbe kemijskih reakcija koje se zbivaju u aparaturi i izjednačite ih metodom izmjene

elektrona

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 44: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 44

63 Laboratorijsko dobivanje i svojstva kisika

Pribor epruveta pneumatska kada tri Erlenmeyerove tikvice tri satna stakla gumeni čep sa

staklenom cijevi plamenik svijeća željezna vuna

Kemikalije smjesa (KClO3+MnO2)=81 sumporni prah željezna vuna cink u prahu aluminijska folija

metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu od teško taljivog stakla stavite približnu masu smjese kalijeva klorata i manganova

dioksida plastičnom žlicom

2 U pneumatsku kadu ulijte vodovodnu vodu Tri Erlenmeyerove tikvice uronite u vodu s dnom

okrenutim prema gore u pneumatskoj kadi tako da budu potpuno ispunjene vodom a zrak iz njih

istisnut (radite pod vodom)

3 Epruvetu zatvorite gumenim čepom kroz koji je provučena kratka staklena cijev s gumenim

nastavkom

4 Staklenu cijev usmjerite u tikvicu

5 Započnite grijati epruvetu s KClO3+MnO2 smjesom na način da ne zagrijavate metalne dijelove

(klema) niti da grijete na jednom mjestu

6 Počinje razvijanje kisika (mjehurići)

7 Tri Erlenmeyerove tikvice ispunite kisikom poklopite pod vodom satnim staklom i izvadite iz

pneumatske kade

8 U prvu Erlenmeyerovu tikvicu stavite zapaljenu svijeću Zabilježite opažanja

9 U drugu Erlenmeyerovu tikvicu stavite malo na plamenu rastaljenog sumporovog praha na željeznoj

žlici Razvija se bijeli dim Dodajte u tikvicu malo destilirane vode i par kapi metiloranža

Zabilježite opažanja

10 U treću Erlenmeyerovu tikvicu stavite užarenu željeznu vunu Zabilježite opažanja Umjesto

željezne vune upotrijebite cink u prahu ili aluminijsku foliju

11 Sva opažanja potkrijepite jednadžbama kemijskih reakcija gdje se one zbivaju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 45: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 45

64 Svojstva vodikova peroksida

641 Katalitičko razlaganje H2O2

Pribor čaša od 50 mL treščica krumpir detergent

Kemikalije w(H2O2)=3 prah MnO2 w(KI)=3

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 50 mL ulijte otopinu H2O2

2 Na vrh špatule dodajte (veličine zrna graška) crnog praha MnO2 u čašu

3 Zabilježite opažanja

4 Plin koji se razvija dokažite užarenom treščicom koja se zapali O kojem plinu se radi

5 Napišite jednadžbu raspada vodikova peroksida

6 Ponovite analogan pokus ali umjesto MnO2 stavite nekoliko kriški sirovog krumpira u čašu s H2O2

Zabilježite opažanja

7 Ponovite analogan pokus ali tako da u menzuru (koju ste stavili na Petrijevu zdjelicu ili u posudu

za kristalizaciju) dodate nešto vodene otopine deterdženta za suđe otopine kalijeva jodida dobro

promiješate i zatim dodate otopinu H2O2 Pokus je poznat pod nazivom bdquoslonova zubna pastaldquo

Zašto

642 Oksidacija olovovog(II) sulfida u olovov(II) sulfat pomoću H2O2

Pribor čaša od 150 mL

Kemikalije w(Pb(NO3) 2)=5 otopina Na2S razrijeđena HNO3 w(H2O2)=30

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do 150 mL ulijte oko 10 mL otopine Pb(NO3)2

2 Zatim izravno iz boce dodajte otprilike jednaki volumen otopine Na2S Zabilježite opažanja

3 Otopinu zakiselite s malo dušične kiseline

4 Dodajte 30-tnu otopinu vodikova peroksida i zabilježite opažanja

5 Sve promjene zabilježite jednadžbama kemijskih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 46: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 46

643 Oksidacijsko djelovanje vodikovog peroksida ndash bijeljenje pamučne tkanine

Pribor čaša od 150 mL 2 menzure od 5 mL i 1 menzura od 50 mL univerzalni indikator papir

Kemikalije (NaOH)=4 g dm3 w(H2O2)=35 vodeno staklo

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu od 150 mL ulijte 40 mL vodovodne vode i 5 mL otopine NaOH (menzura) pH otopine za

bijeljenje treba iznositi od 105-115 što se provjeri indicator papirom

2 U kupelj za bijeljenje dodajte 5 mL otopine H2O2 i 1 mL vodenog stakla (menzura) Otopinu

promiješajte

3 U kupelj uronite iskuhanu pamučnu tkaninu približne veličine 4x4 cm Čaša pokrijte satnim staklom

i bijeljenje se provodi 1 sat uz povremeno miješanje na temperaturi 96 oC

4 Izvadite uzorak pamučne tkanine i osušite u sušioniku na 100 oC

5 Usporedite uzorak iskuhanog i bijeljenog pamuka

65 Laboratorijsko dobivanje i svojstva spojeva sumpora

651 Dobivanje sumporovog(IV) oksida iz natrijeva sulfita i sumporne kiseline Redukcijsko

djelovanje SO2

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor lijevak za dokapavanje velika epruveta stalak s epruvetama čaša od 150 ml

gumena cijev sa staklenim nastavkom

Kemikalije Na2SO3(c) H2SO4 (14) otopina joda c(KMnO4)=001 mol L1 metiloranž

Postupak izvođenja pokusa

1 Složite aparaturu kao na slici

2 Žlicom u epruvetu stavite oko 2 g Na2S2O3 i začepite epruvetu

3 U lijevak za dokapavanje ulijte sumpornu kiselinu (do frac12 volumena)

4 Okretanjem pipca na lijevku za dokapavanje dokapavamo H2SO4 na natrijev sulfit Razvija se plin

bockava mirisa koji uvodimo pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom u epruvete redom s

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 47: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 47

otopinom joda otopinom kalijeva permanganata te u epruvetu s vodom kojoj smo dodali par kapi

metiloranža Zabilježite opažanja Napišite kemijske jednadžbe svih reakcija a redoks-reakcije riješite

metodom izmjene elektrona

5 Zatim uvodite nekoliko minuta plin u čašu u kojoj ste stavili cvijet i tkaninu s mrljom (od primjerice

tinte) Zabilježite opažanja

652 Dehidratacijsko djelovanje sumporne kiseline

POKUS IZVODITE U DIGESTORU

Pribor čaša od 50 mL stakleni štapić metalna kliješta papirnati ubrus

Kemikalije šećer koncentrirana H2SO4

Postupak izvođenja pokusa

1 U čašu do polovice stavite šećera Malo ga navlažite s par kapi vode

2 Ulijte koncentriranu sumpornu kiselinu na šećer i miješajte snažno staklenim štapićem

3 Zabilježite opažanja Objasnite zašto je pokus u kemijskoj literaturi poznat pod nazivom bdquocrna

mambaldquo Napišite jednadžbu kemijske reakcije Čaša je vruća (zašto) i koristite metalna kliješta

4 Dokapajte par kapi koncentrirane sumporne kiseline na papirnati ubrus koji ste gumicom pričvrstili

na čašu Zabilježite opažanja

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva vodika Kako se vodik industrijski

proizvodi

2 Opišite postupak industrijske proizvodnje natrijeva hipoklorita Napišite jednadžbe

3 Objasnite proces bijeljenja hipokloritnim ionom

4 Napišite jednadžbe redoks-reakcija dobivanja klora iz a) KMnO4 b) MnO2 Izjednačite ih metodom

izmjene elektrona Napišite jednadžbe dobivanja klora a) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli

b) elektrolizom taline kuhinjske soli

5 Napišite jednadžbe reakcija kisika s a) Zn b) Al c) Fe

6 Navedite i opišite osnovna fizikalna i kemijska svojstva kisika

7 Vodikov peroksid industrijski je važna kemikalija Prikažite jednadžbama njegovo industrijsko

dobivanje i jednadžbe parcijalnih redoksa koje pokazuju njegovo oksidacijsko i redukcijsko djelovanje

u a) kiselom i b) lužnatom mediju

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 48: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 48

8 Kako dijelimo okside prema njihovim kiselo-baznim svojstvima Odgovor potkrijepite primjerima

9 Nacrtajte Lewisove formule dvaju najvažnijih oksida sumpora

10 Dopunite kemijske jednadžbe ako je X = halogeni element

a) 2X 2OH (aq) b) 3XO (aq)

c)

34XO (aq)

11 Nacrtajte Lewisovu formulu molekule sumporne kiseline i crtežom i riječima objasnite zašto

kiselina disocira u dva stupnja Koje soli daje sumporna kiselina Odgovor potkrijepite primjerima

12 Kako industrijski proizvodimo SO2 (jednadžba)

13 Opišite postupak industrijske proizvodnje sumporne kiseline (kontaktni postupak) Jednadžbe

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Halogeni element brom može se industrijski dobiti oksidacijom nekog bromida s klorom kako

opisuje jednadžba Koliko (u dm3) klora pri normalnim okolnostima trebamo uzeti ako želimo dobiti

100 kg elementarnog broma a iskorištenje reakcije je 75

2 Napišite kemijske jednadžbe koje opisuju laboratorijska dobivanja kisika termičkom razgradnjom

(pirolizom) sljedećih spojeva

a) kalijeva klorata

b) živina(II) oksida

c) srebrova oksida

d) kalijeva permanganata

Ako krenete u reakciju s 1 g svakog od reaktanata koja reakcija daje najviše kisika

3 Zašto kuhani krumpir ne daje jednaku reakciju raspada vodikova peroksida kao sirovi krumpir

4 U procesima bijeljenja tekstila vodikovim peroksidom koristi se lužnati medij Obrazložite zašto

5 Koje su prednosti bijeljenja vodikovim peroksidom u odnosu na SO2 zašto je napušteno izbjeljivanje

s SO2 Što su kisele kiše

6 Što nastaje uvođenjem sumporaste kiseline u otopinu kalijeva dikromata Jednadžba

7 Prisjetite se što je celuloza (pokus 652) Je li je ubrajamo u istu skupinu organskih spojeva kao i

šećer Što im je zajedničko po kemijskom sastavu a vezano je uz djelovanje sumporne kiseline

8 Možete li objasniti zašto je stari naziv za koncentriranu sumpornu kiselinu vitriolno ulje

9 Kalijev disulfit prodaje se u trgovinama poljoprivrednih potrepština pod nazivom kalijev

metabisulfit ili bdquoVinobranldquo Objasnite tu primjenu K2S2O5 Taj spoj može zamijeniti sulfite prilikom

laboratrijskog dobivanja SO2 Od koje kiseline potječe ta sol Koje kiseline sumpora još poznajete

Navedite formulom i kemijskim nazivom

10 U pokusu 62 trebate proizvesti vrlo suhi klor Što biste upotrijebili kao sredstvo za sušenje Zašto

Kako se zove laboratorijsko posuđe izrađeno od debelog lijevanog stakla koje služi za polagano sušenje

i čuvanje tvari koje lako apsorbiraju vlagu iz zraka Što je silikagel Možemo li njime puniti bdquoklor-

kalcijevuldquo cjevčicu Zašto je suhi silikagel plave a zasićen vlagom ružičaste boje

11 a) Složite u nizu halogene elemente prema porastu oksidacijske moći Obrazložite odgovor

b) Složite u nizu halogenidne ione prema porastu redukcijske moći Obrazložite odgovor

c) Složite u nizu halogene elemente prema porastu koeficijenta elektronegativnosti

d) Složite u nizu halogenovodike prema porastu polarnosti veze H-X (X = halogeni element)

12 Kako objašnjavate slabu topljivost joda u vodi

13 Navedite nazivom prema pravilima nomenklature i Lewisom formulama sve okso kiseline klora

koje poznajete

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 49: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 49

7 Anorganska kemija II

71 Dobivanje i svojstva dušikovih oksida

Pribor tri velike epruvete lijevak za dokapavanje gumena cijev sa staklenim nastavkom mala kada

satno staklo svijeća

Kemikalije bakrene strugotine c(HNO3)=60 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 U epruvetu stavite nekoliko bakrenih strugotina

2 U čašu do polovice njenog volumena ulijte dušičnu kiselinu

3 U čašu od 800 mL ulijemo vodu i dvije preokrenute epruvete napunjene vodom tako da otvor

epruvete bude stalno pod vodom

4 Otvorimo djelomice pipac na lijevku za dokapavanje Zabilježite opažanja

5 Pomoću gumene cijevi sa staklenim nastavkom uvodimo mjehuriće plina u epruvete

6 Drugu epruvetu napunjenu bezbojnim plinom pod vodom poklopimo satnim staklom izvadimo i

okrenemo otvorom prema gore Maknemo satno staklo i stavimo zapaljenu svijeću

7 Zabilježite opažanja Sve reakcije opišite kemijskim jednadžbama

Cilj vježbe Upoznati se metodama laboratorijskog dobivanja i osnovnim fizikalnim i

kemijskim svojstvima nitroznih plinova (NOx X = 12) Upoznati se s

osnovnim fizikalnim i kemijskim svojstvima odabranih kompleksa željeza i

kobalta definirati osnovne pojmove u koordinacijskoj kemiji upoznati se s

laboratorijskom pripravom pruskog modrila prepoznati svojstva i primjenu

pruskog modrila

Ključne riječi oksidacija bakrovih strugotina razrijeđenom dušičnom kiselinom svojstva

dušikovih oksida ekotoksikologija nitroznih plinova osnove

koordinacijske kemije koordinacijski broj koordinacijsi poliedar ligandi i

podjela liganada nomenklatura koordinacijskih spojeva primjena

koordinacijskih spojeva pojava boje koordinacijskih spojeva bojila

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 50: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 50

72 Koordinacijski spojevi

721 Priprava kompleksa željeza zamjenom liganada

Pribor menzure (100 mL 5 mL) čaša (100 mL)

Kemikalije c(Fe(NO3)3)=01 mol L1 c(KSCN)=01 mol L1 c(NaF)=01 mol L1 c(Al2(SO4)3)=01 mol L1

Postupak izvođenja pokusa

1 Pomiješajte u čaši 5 mL otopine Fe(NO3)3 i 5 mL otopine KSCN Zabilježite opažanja

2 U istu čašu kapaljkom dodajte nekoliko kapi otopine NaF (koju ste prethodno odlili iz originalne

boce u čašu) Zabilježite opažanja

3 U istu otopinu dodajte otopinu Al2(SO4)3 i zabilježite opažanja

4 Napišite jednadžbe nastajanja kompleksa metodom zamjene liganada

722 Cijano kompleksi željeza ndash sinteza pruskog modrila

Pribor čaša od 50 mL menzura (5 mL) stakleni štapić plastična žlica boca s destiliranom vodom

Buumlchnerov lijevak filter-papir aparatura za vakuum filtriranje

Kemikalije kruti FeCl3 kruti K4Fe(CN)6 destilirana voda

Postupak izvođenja pokusa

1 Napravite lađice od papira za vaganje krutog FeCl3

2 Pripremite zasićenu otopinu FeCl3 tako da 37 g u čaši od 50 mL dodavanjem 5 mL destilirane vode

Volumen vode izmjerite menzurom Miješajte staklenim štapićem

3 Zasebno u drugoj čaši priredite otopinu K4Fe(CN)6 tako da otopite 139 g krutog K4Fe(CN)6 u

5 mL destilirane vode

4 Pomiješajte sadržaje dviju čaša ulijevajući otopinu iz jedne čaše u drugu Miješajte staklenim

štapićem Zabilježite opažanja

5 Pripremite aparaturu za vakuum-filtraciju

6 Odvojite plavi talog od matičnice i osušite ga vakuum-filtracijom Ako je potrebno talog osušite

nakratko u sušioniku na 100 C

7 Pripremite papirnatu lađicu i izvažite je

8 Prenesite plavi talog (koji mora biti potpuno suh) staklenim štapićem na lađicu pazeći pri tom da na

filter-papiru ne zaostaje talog Izvažite ponovo i izračunajte masu samog taloga

9 Napišite jednadžbu reakcije i izračunajte njeno iskorištenje

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 51: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 51

723 Kompleksi kobalta

Pribor epruveta kapalica s gumicom

Kemikalije c(CoCl2middot6H2O)=05 mol L1 kruti KSCN amilni alkohol eter

Postupak izvođenja pokusa

1 Ulijte u epruvetu 3 do 4 mL otopine CoCl2middot6H2O i na vrh šaptule malo krutog KCNS Protresite

sadržaj epruvete i zabilježite opažanja

2 Na otopinu u epruveti dolijte oko 2 mL amilnog alkohola i oko 1 mL etera Protresite sadržaj epruvete

i zabilježite opažanja

3 Veći dio plavo obojenog sloja odlijte u drugu epruvetu

4 Dodajte u tu epruvetu 2 do 3 mL vode

5 Promućkajte i pustite da se slojevi odijele Usporedite boje otopina u epruvetama Je li vodeni sloj u

drugoj epruveti bezbojan ili slabo ružičast

6 Napišite jednadžbe reakcija

724 Akva i aminski kompleksi kobalta

Pribor epruveta 2 kapalice s gumicom

Kemikalije kruti CoCl2middot6H2O otopina amonijaka otopina H2O2

Postupak izvođenja pokusa

1 Stavite u epruvetu nekoliko kristalića CoCl2middot6H2O i dodajte 2 mL destilirane vode

2 Protresite i otopite sav CoCl2middot6H2O

3 Dodajte par kapi otopine amonijaka protresite i uočite promjene boje

4 Dodajte toliko amonijaka da se sav talog otopi

5 Dodajte otopini nekoliko kapi otopine vodikova peroksida

6 Zabilježite zapažanja

7 Napišite jednadžbe svih reakcija

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 52: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 52

Pitanja i zadaci

Pitanja i zadaci prije izvođenja vježbe

1 Navedite nazive (prema pravilima kemijske nomenklature) i Lewisove formule svih oksida dušika

2 Navedite kiseline dušika koje poznajete (formulom i nazivom)

3 Nacrtajte rezonancijske strukture dušične kiseline i nitratnog iona

4 Dopunite kemijske jednadžbe a) 4 2NH NO (s)

b) 2 2N (g) H (g) c)

3 2NH (g) H O(l) d)

4NH Cl(s) NaOH(aq) e) 2NO(g) O (g)

5 Definirajte pojmove a) kompleksni ili koordinacijski spoj b) ligand c) dentatnost liganda d)

koordinacijski poliedar e) koordinacijski broj

6 Navedite podjelu liganada (i navedite primjere) s obzirom na a) podrijetlo b) dentatnost c) naboj

7 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima željeza

8 Opišite i nacrtajte najčešće koordinacijske poliedre u kompleksima kobalta

9 Što je po kemijskom sastavu (navedite formulom) topljivo a što netopljivo berlinsko modrilo

10 Koji ioni uzrokuju tvrdoću vode Kako mjerimo tvrdoću vode

11 Koje tipove tvrdoće vode poznajete i koji je ioni uzrokuju Kako se naziva voda dobivena nakon

postupka uklanjanja tvrdoće pomoću ionskih izmjenjivača

12 Napišite jednadžbu reakcije koja se događa kuhanjem tvrde vode

Pitanja i zadaci poslije izvođenja vježbe

1 Zašto je amonijak dobro topljiv u vodi a dušik ne Koji zakon opisuje topljivost dušika u vodi

2 Objasnite riječima (opisno) i jednadžbama postupak industrijskog dobivanja dušične kiseline

3 Kako biste po svojstvima razlikovali NO od NO2

4 Kako se dušikovi oksidi dobivaju a) laboratorijski b) industrijski Jednadžbe

5 Nacrtajte rezonantni hibrid dviju rezonantnih struktura tiocijanatnih iona Zašto je ligand poznat

pod nazivom ambidentatni ligand

6 Ako otopini koja sadrži Fe3+ dodamo tiocijanatni ion nastaje kompleksni kation formule

[Fe(NCS)(H2O)5]2+ Nacrtajte strukturnu formulu tog kationa i navedite njegov naziv prema pravilima

kemijske nomenklature Je li Fe2+ ioni pokazuju sličnu reakciju Koji dio spektra vidljive svjetlosti

apsorbira taj ion

7 Tetratiocijanatokobaltat(II) ion tetraedarske je građe Nacrtajte njegovu strukturu

8 Zadana su dva kompleksa kobalta [Co(NH3)5(NCS)]Cl2 and [Co(NH3)5(SCN)]Cl2Navedite njihove

nazive prema pravilima kemijske nomenklature Nacrtajte njihove strukturne formule

9 Koji ion daje specifičnu ružičastu boju vodenim otopinama kobaltovih(II) soli

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 53: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 53

73 Uklanjanje tvrdoće vode pomoću ionskih izmjenjivača

2H-smola + Ca2+ Ca-smola + 2H+

2OH-smola + SO42- + 2H+ SO4-smola +2H2O

Pribor kationski i anionski izmjenjivač u staklenim kolonama stalak s epruvetima

Kemikalije w (Na3PO4)=5 w(BaCl2)=5

Postupak izvođenja pokusa

1 U dvije epruvete ulijete približno 5 mL vodovodne vode

2 U prvu epruvetu dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata a u drugu barijeva klorida

Zapišite opažanja

3 U treću epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz kationski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine natrijeva fosfata Usporedite prvu i treću epruvetu Što zapažate

4 U četvrtu epruvetu ulijte 5 mL otopine vodododne vode propuštene kroz anionski izmjenjivač i

dodajte jednaki volumen otopine barijeva klorida Usporedite drugu i četvrtu epruvetu Što zapažate

5 Napišite odgovarajuće reakcije i zaključak

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 54: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 54

PRILOG 1 Izgled referata NASLOV VJEŽBE (NAVESTI) 1 Upoznavanje s radom u laboratoriju

11 Laboratorijski pribor i suđe

Svaki referat se započinje pisati na desnoj strani bilježnice za referate

2 Opis vježbe

Opis vježbe mora biti kratak i jezgrovit te mora predstavljati autorski uradak studenta U prosjeku treba

zauzimati pola stranice Opis vježbe ne uključuje popis pribora i kemikalija i sam tehnički opis izvedbe pokusa

3 Crteži aparatura i jednadžbe reakcija

Crteži aparatura trebaju biti izvedeni prema naputcima kako se crta kemijska aparatura (Prilog 3) Jednadžbe

opisuju izvedenu kemijsku reakciju ili promjenu općenito (npr taljenje) Moraju biti uravnotežene i s

agregacijskim stanjima reaktanata i produkata u zagradama

4 Mjerenja i račun

Ovdje se podastiru rezultati mjerenja i izvodi se korak po korak potreban račun (vidi Prilog 4)

5 Odgovore na pitanja i zadatke

Odgovori na pitanja prije izvođenja pokusa pišu se kao Domaće zadaće na zasebnim praznim listovima koji

su spiralno uvezani u blok Zadaće se predaju u zadanom terminu prema naputcima predmetnog nastavnika i

element su bodovanja i procjenjivanja (uz ulazni kolokvij) studentove pripremljenosti za rad u laboratoriju

Referat sadrži odgovore na pitanja i zadatke poslije izvođenja pokusa

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 55: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 55

PRILOG 2 Zaštitne mjere prilikom rada u Praktikumu opće kemije nalaze se vidno istaknute u svakom laboratoriju a

ujedno će ih studenti dobiti i kao zaseban pisani materijal

PRILOG 3 Crtanje kemijskih aparatura

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 56: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 56

PRILOG 4 (sastavio izvprofdrsc Mario Cetina i redprofdrsc G Pavlović(52))

PRIMJERI PRIMJENE STEHIOMETRIJSKOG RAČUNA U ODABRANIM POKUSIMA

43 Određivanje molarne mase cinka

Jednadžba reakcije Zn(s) + H2SO4(aq) ZnSO4(aq) + H2(g)

Relativna atomska masa je omjer između prosječne mase atoma elementa i 112 mase atoma ugljikova

izotopa 12C

Relativna atomska masa nekog metala može se odrediti reakcijom tog metala sa klorovodičnom

kiselinom pri čemu nastaje plin vodik Relativna atomska masa cinka iznosi Ar = 6539

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Ar(Zn) iz poznate mase cinka koji je izvagan

prije izvođenja pokusa te izmjerenog volumena vodika nastalog reakcijom

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m(Zn) ndash masa cinka (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog reakcijom cinka i sumporne kiseline (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (o C)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

Mjerenje

m(Zn) = 0020 g

V(H2) = 75 cm3

t = 24 oC T = 27315 + 24 = 29715 K

p = 758 mmHg = 758

760 middot 1013 = 1010 bara

Račun

a) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (po= 1013 bara To=27315 K)

Vo(H2) = V ∙ 119901

119901119900∙

119879119900

119879 = 75 ∙

1010

1013∙

27315

29715 = 69 cm3 = 69 middot 103 dm3

b) iz volumena vodika svedenog na normalne okolnosti a uz poznate molarne mase vodika i

molarnog volumena može se izračunati masa vodika

m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 69 middot 103 = 062 middot 103 g

c) relativna atomska masa cinka izračuna se tada iz mase cinka koja je reagirala sa

sumpornom kiselinom te izračunatu masu vodika (b) i molarnu masu vodika

Ar(Zn) = 119898(119885119899)

119898(H2)∙ 2016 =

0020

061∙10minus3 ∙ 2016 = 6503

d) relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi pokus 27)

tj razlika između eksperimentalno dobivene vrijednosti i vrijednosti relativne atomske mase

cinka podijeli se sa vrijednošću relativne atomske mase cinka

odst = 6503minus6539

6539∙ 100 = 06

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 57: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 57

52 Kvantitativno izražavanje sastava otopina

Sastav otopine možemo kvantitativno iskazati pomoću nekoliko fizikalnih veličina (Shema 1) To su

- udjeli

- koncentracije (masena i množinska) i

- molalnost

Shema 1 Prikaz fizikalnih veličina kojima kvantitativno iskazujemo sastav otopina (A je otapalo a B

otopljena tvar)

Udjeli ndash ne ovise o

temperaturi

Koncentracije-temperaturno

ovisne

Molalnost ndash ne ovisi o

temperaturi

B

A B

100

mw

m m Bn

cV

B

A

nb

m

B

A B

100

nx

n n B

V

Udjeli mogu biti

a) maseni (w) i

b) množinski (x)

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari (mB) i mase otopine (a ona je zbroj mase otopljene tvari i

mase otapala) Ako imamo otopinu u kojoj je otapalo A a otopljena tvar B tada slijedi

B

A B

masa otopljene tvar i100 100

masa otopine

mw

m m

Množinski udio je omjer množine otopljene tvari (nB) i množine otopine

B

A B

množina otopljene tvari100 100

množina otopine

nx

n n

Udjeli su bezdimenzijske fizikalne veličine stoga se najčešće izražavaju u postotcima iako postoje

(prikazano na primjeru masenog udjela)

ppm (lat partes per milionem dijelova na milijun) = 6masa otopljene tvar i10

masa otopinew

i ppb (parte per bilionem dijelova na milijardu) = 9masa otopljene tvar i10

masa otopine w

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 58: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 58

Koncentracija može biti

a) množinska (c)

b) masena ()

Množinska koncentracija je omjer množine otopljene tvari (nB) i volumena otopine

Bnc

V

SI jedinica je mol m3 Najčešća jedinica koja se koristi je mol dm3

Vrijedi 1 L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

Masena koncentracija je omjer mase otopljene tvari (mB) i volumena otopine

B

V

SI jedinica je kg m3 Najčešća jedinica koja se koristi je g dm3 Masenu koncentraciju ne smije se

poistovijetiti sa gustoćom

Molalnost je fizikalna veličina kojom također izražavamo sastav otopina a definirana je kao omjer

množine otopljene tvari (nB) i mase otapala (mA)

B

A

nb

m

SI jedinica je mol kg1

Odnos između množinske i masene koncentracije te masenog udjela i gustoće otopine dan je izrazom

γ ρtimesw

cM M

gdje je M ndash molarna masa otopljene tvari

Primjer I

Izračunajmo množinsku koncentraciju klorovodične kiseline ako je zadan maseni udio i gustoća te

kiseline

Zadana je 20 -tna otopina klorovodične kiseline gustoće 110 g cm3 Kolika je njena množinska

koncentracija

U formulu ρ w

uvrstimo vrijednosti i dobijemo

3

3 3

1

110 gcm 0200060 mol cm 60 mol dm

3645 g molc

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 59: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 59

Prilikom priprave otopine najčešće koristimo množinsku ili masenu koncentraciju Razlog tomu je što

je dovoljno uzeti odmjernu tikvicu volumena jednakog volumenu otopine koji želimo prirediti a pri

tom podaci o volumenu otopljene tvari i volumenu samog otapala nisu potrebiti Time je priprava

otopine uvelike pojednostavljena Otopine uvijek pripravljamo s destiliranom ili deioniziranom

vodom

Primjer II

Pripravite 500 cm3 otopine sumporne kiseline množinske koncentracije 002 mol dm3 polazeći od

koncentrirane H2SO4

Množinska koncentracija koncentrirane H2SO4 je 18 mol dm3

Tu koncentraciju možemo izračunati na temelju podatak koje očitamo s boce konc H2SO4

gustoća

Podaci

= 184 kg dm3 = 184 g cm3

w = 96 = 096

M = 9806 g mol1

Uvrštavanjem u formulu ρ w

dobivamo vrijednost od 18 mol dm3

Izračunamo volumen koncentrirane H2SO4 koji moramo otpipetirati prema formuli

relativna molekulska masa maseni

udio

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 60: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 60

1 2

2

1

1 1 2 2

množina otopljene tvari nakon razrijeđenja

množina otopljene tvari prije razrijeđenja

n = n

n =

n

cV c V

ako je

c1=18 mol dm3

c2=02 mol dm3

V2=500 cm3 = 05 dm3

V1 =

2 21

1

c VV

c = 3 302 05

00055 dm 55 cm18

Moramo otpipetirati 55 cm3 koncentrirane sumporne kiseline u odmjernu tikvicu od 05 dm3 a zatim

dodajemo destiliranu vodu do kalibracijske oznake za volumen na vratu odmjerne tikvice i

homogeniziramo otopinu

U primjeru II pripravljali smo otopinu određene koncentracije s tekućinom kao otopljenom tvari pri

čemu smo u stvari primijenili metodu razrijeđivanja Iz otopine veće koncentracije dodavanjem

određenog volumena vode pripravili smo otopinu manje koncentracije Množina tvari koju otapamo

pri tome se razrijeđivanjem ne mijenja ( 1 2n = n )

55 Određivanje Faradayeve konstante

Reakcije na elektrodama

(ndash) K 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2 OH(aq)

(+) A Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Faradayeva konstanta predstavlja količinu naboja sadržana u 1 molu elektrona i iznosi

96485 C molndash1 (=16021766times10minus19 times 6022middot1023 molndash1) Elektrolit u ovom pokusu otopina je sumporne

kiseline (H2SO4) anoda je načinjena od bakra i tijekom elektrolize dolazi do otapanja bakrene anode

(vidi reakciju na anodi) dok se na katodi razvija vodik (vidi reakciju na katodi)

Zadatak Zadatak je ovim pokusom potvrditi vrijednost Faradayeve konstante iz volumena razvijenog

vodika i mase otopljenog bakra koja se dobije kao razlika masa anode prije i poslije elektrolize

Za račun su potrebni sljedeći podaci

ndash vrijeme elektrolize (s)

I ndash jakost struje (A)

m1 ndash masa bakrene anode prije elektrolize (g)

m2 ndash masa bakrene anode nakon elektrolize (g)

V(H2) ndash volumen vodika razvijenog tijekom elektrolize (cm3)

t ndash temperatura očitana termometrom (oC)

p ndash tlak očitan barometrom (mmHg)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 61: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 61

Mjerenje

= 25 min = 150 s

I = 015 A

m1 = 73988 g

m2 = 73915 g

V(H2) = 28 cm3

t = 22 oC T = 27315 + 22 = 29515 K

p = 764 mmHg = 764

760∙ 1013 = 1018 bara

Račun

a) količina naboja (C=Amiddots) koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize

izračuna se kao umnožak jakosti struje u A i vremena elektrolize u s

Q = I middot = 015 middot 150= 225 C

b) masa bakra izračuna se iz razlike masa bakrene anode prije i nakon elektrolize

m(Cu) = m1 ndash m2 = 73988 ndash 73915 = 00073 g

c) volumen vodika potrebno je svesti na normalne okolnosti (c) te je potrebno izračunati masu

vodika (d) na isti način kao i u pokusu 29 (vidi str 1 b)

Vo(H2) = V ∙119901

119901119900 ∙119879119900

119879 = 28 ∙

1018

1013∙

27315

29515 = 26 cm3 = 26 middot 103 dm3

d) m(H2) = 2016

224∙ Vo(H2) =

2016

224∙ 26 middot 103 = 023 middot 103 g

e) F1 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema bakru računa se iz poznate

mase bakra količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol bakra (z = 2 vidi reakciju na anodi)

F1 = 119876 ∙119872

119898(119862119906) ∙119911 =

225 ∙ 6354

00073 ∙2 = 97921 C mol1

f) F2 ndash vrijednost Faradayeve konstante izračunate prema vodiku računa se iz poznate

mase vodika količine naboja koja je prošla kroz elektrolizni članak tijekom elektrolize i

broja elektrona koji su potrebni da bi se izlučio 1 mol vodika (z = 2 vidi reakciju na katodi)

F2 = 119876 ∙119872

119898(H2) ∙119911 =

225 ∙ 2016

023 ∙ 10minus3 ∙2 = 98609 C mol1

g) Apsolutna i relativna pogreška računa se na isti način kao i za molarni volumen kisika (vidi

pokus 27) Apsolutna pogreška predstavlja razliku između eksperimentalno dobivene

vrijednosti i vrijednosti Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu

prema bakru a posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

F1 ndash F = 97921 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 1436 C mol1

F2 ndash F = 98609 C mol1 ndash 96485 C mol1 = 2124 C mol1

h) Relativna pogreška računa se tako da se apsolutna pogreška podijeli sa vrijednošću

Faradayeve konstante posebno za Faradayevu konstantu izračunatu prema bakru a posebno

za Faradayevu konstantu izračunatu prema vodiku

odst1 = 1198651 minus119865

F∙ 100 =

1436

96485 ∙ 100 = 15

odst2 = 1198652 minus119865

F∙ 100 =

2124

96485 ∙ 100 = 22

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 62: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 62

61 Redukcija bakrovog(II) oksida vodikom

Jednadžba reakcije dobivanja vodika Zn(s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

Empirijska formula predstavlja najmanji cjelobrojni omjer elemenata u nekom spoju Može se

izračunati iz odnosa broja molova elemenata koji se nalaze u tom spoju

Postoje dva oksida bakra bakrov(I) oksid Cu2O u kojem je odnos bakra i kisika 21 te bakrov(II) oksid

CuO u kojem je molarni odnos dvaju elemenata 11

Zadatak Zadatak je ovim pokusom odrediti empirijsku formulu bakrova oksida Empirijska formula

može se izračunati iz mase odvagane porculanske lađice mase porculanske lađice sa bakrovim

oksidom i mase lađice sa bakrom Vodik koji prolazi kroz cijev od teško taljivog stakla sa porculanskom

lađicom u kojem se nalazi bakrov oksid nastaje u generatoru za plinove (na slici) ili u Kippovom

aparatu reakcijom cinka i klorovodične kiseline Vodik može djelovati kao reducens samo na povišenoj

temperaturi te stoga porculansku lađicu treba kontinuirano zagrijavati Reakcijom crnog bakrova

oksidom i vodika nastaje crvenkasto-narančasti bakar po čemu se i vidi da je reakcija završena

Za račun su potrebni sljedeći podaci

m1 ndash masa porculanske lađice (g)

m2 ndash masa porculanske lađice sa bakrovim oksidom (g)

m3 ndash masa porculanske lađice sa bakrom (g)

Mjerenje

m1 = 90762 g

m2 = 90859 g

m3 = 90839 g

Račun

a) iz vrijednosti triju masa može se izračunati masa bakrova oksida masa bakra (b) i masa

kisika (c)

m(CuO) = m2 ndash m1 = 90859 ndash 90762 = 00097 g

b) m(Cu) = m3 ndash m1 = 90839 ndash 90762 = 00077 g

c) m(O) = m(CuO) ndash m(Cu) = 00097 ndash 00077 = 00020 g

d) najmanji cjelobrojni omjer bakra i kisika izračuna se iz odnosa brojeva molova Cu i O

n(Cu) n(O) = 119898(Cu)

119872(Cu)

119898(O)

119872(O)

= 00077

6354

00020

1600

= 121 middot 104 mol 125 middot 104 mol 121 middot 104 mol

= 1 103

= 1 1 Empirijska formula CuO

Reakcija prema određenoj empirijskoj formuli CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(l)

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 63: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 63

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 64: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 64

Osnovne SI jedinice

Osnovna veličina Osnovna SI jedinica

Naziv osnovne veličine Znak Naziv osnovne SI jedinice Znak

duljina l x r itd metar m

masa m kilogram kg

vrijeme trajanje t sekunda s

električna struja I i amper A

termodinamička temperatura T kelvin K

množina (količina) tvari n mol mol

svjetlosna jakost Iv kandela cd

Primjeri suvislih izvedenih SI jedinica koje su izražene pomoću osnovnih jedinica

Izvedena veličina Izvedena suvisla SI jedinica

Naziv Znak Naziv Znak

ploština A četvorni metar m2

obujam V kubični metar m3

brzina v metar u sekundi m s-1

ubrzanje a metar u sekundi na kvadrat m s-2

valni broj σ recipročni metar m-1

gustoća gustoća mase ρ kilogram po kubičnome metru kg m-3

površinska gustoća ρA kilogram po četvornome metru kg m-2

specifični obujam v kubični metar po kilogramu m3kg-1

gustoća struje j amper po četvornome metru A m-2

jakost magnetskog polja H amper po metru A m-1

množinska koncentracija koncentracija c mol po kubičnome metru mol m-3

masena koncentracija ρ γ kilogram po kubičnome metru kg m-3

osvjetljenje Lv kandela po četvornome metru cd m-2

indeks loma n (broj) jedan 1

relativna permitivnost μr (broj) jedan 1

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 65: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 65

Jedinice izvan SI-a koje se upotrebljavaju s Međunarodnim sustavom jedinica

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

vrijeme trajanje minuta min 1 min = 60 s

sat h 1 h = 60 min = 3 600 s

dan d 1 d = 24 h = 86 400 s

ravninski kut stupanj deg 1deg = (π180) rad

minuta 1 = (160)deg = (π10 800) rad

sekunda 1 = (160) = (π648 000) rad

ploština hektar ha 1 ha = 1hm2 = 104 m2

obujam litra L l 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3

masa tona t 1 t = 103 kg

Druge jedinice izvan SI

Veličina Naziv jedinice Znak

jedinice

Vrijednost u SI jedinicama

tlak bar bar 1 bar = 01 MPa = 105 Pa

milimetar žive mmHg 1 mmHg asymp 133322 Pa

duljina angstrem Å 1 Å = 01 nm = 10-10 m

udaljenost morska milja M 1 M = 1852 m

ploština barn b 1 b = 100 fm2 = 10-28 m2

brzina čvor kn 1 kn = (18523600) m s-1

logaritamski omjer veličina neper Np

bel B

decibel dB

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 66: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 66

SI predmetci

Faktor Naziv Znak Faktor Naziv Znak

101 deka da 10-1 deci d

102 hekto h 10-2 centi c

103 kilo k 10-3 mili m

106 mega M 10-6 mikro μ

109 giga G 10-9 nano n

1012 tera T 10-12 piko p

1015 peta P 10-15 femto f

1018 eksa E 10-18 ato a

1021 zeta Z 10-21 zepto z

1024 jota Y 10-24 jokto y

TEMELJNE FIZIKALNE KONSTANTE (STALNICE)

Ime Vrijednost Jedinica

apsolutna nula -27315 degC

Avogadrova konstanta 6022 141 79(30)times1023 mol-1

baza prirodnog logaritma 2718 281 828 459

Bohrov magneton 927400 915(23)times10-26 J T-1

Bohrov polumjer 0529 177 208 59(36)times10-10 m

Boltzmannova konstanta 1380 6504(24)times10-23 J K-1

brzina svjetlosti u vakumu 299 792 458 m s-1

brzina zvuka u zraku 3315 + 06 TdegC m s-1

Diracova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

druga radijacijska konstanta 1438 7752(25)times10-2 m K

elektronvolt 1602 176 487(40)times10-19 J

elementarni naboj 1602 176 487(40)times10-19 C

Eulerov broj 2718 281 828 459

Faradayeva konstanta 96 4853399(24) C mol-1

Feigenbaumov redukcijski parametar 2502 907 875 095 892

Feigenbaumova konstanta 4669 201 609 102 990

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 67: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 67

gravitacijska konstanta 6674 28(67)times10-11 m3 kg-1 s-2

Hartreejeva energija 4359 743 94(22)times10-18 J

Josephsonova konstanta 483 597891(12)times109 Hz V-1

karakteristična impedancija vakuuma 376730 313 461 Ω

konstanta fine strukture 7297 352 5376(50)times10-3

kvant magnetskog toka 2067 833 667(52)times10-15 Wb

Loschmidtova konstanta 2686 7774(47)times1025 m-3

masa elektrona 9109 382 15(45)times10-31 kg

masa neutrona 1674 927 211(84)times10-27 kg

masa protona 1672 621 637(83)times10-27 kg

molarna Planckova konstanta 3990 312 6821(57)times10-10 J s mol-1

molarni volumen idealnog plina (T = 27315 K p =

101325 kPa)

22413 996(39)times10-3 m3 mol-1

normalni tlak 101 325 Pa

nuklearni magneton 5050 783 24(13)times10-27 J T-1

odnos mase elektrona i protona 1001 378 419 18(46)

odnos mase elektrona i protona 5446 170 2177(24)times10-4

opća plinska konstanta 8314 472(15) J mol-1 K-1

permeabilitet vakuma 12566 370 614times10-7 N A-2

permitivitet vakuma 8854 187 817times10-12 F m-1

Pi 3141 592 653 589 793 238

Planckova konstanta 6626 068 96(33)times10-34 J s

polumjer elektrona 2817 940 2894(58)times10-15 m

prva radijacijska konstanta 3741 771 18(19)times10-16 W m2

reducirana Planckova konstanta 1054 571 628(53)times10-34 J s

Rydbergova konstanta 10 973 731568 527(73) m-1

solarna konstanta 1366 W m-2

Stefan-Boltzmannova konstanta 5670 400(40)times10-8 W m-2 K-4

ubrzanje slobodnog pada 9806 65 m s-2

unificirana atomska jedinica mase 1660 538 782(83)times10-27 kg

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)

Page 68: Gordana Pavlović: Praktikum opće kemije KEMIJE_skripta... · Anorganska kemija I 6.1. Laboratorijsko dobivanje i redukcijska svojstva vodika 6.2. ... Pitanja i zadaci: Pitanja i

G Pavlović Praktikum opće kemije | 68

LITERATURA

1 Biserka Bach-Dragutinović i Bruno Mayer Praktikum opće i anorganske kemije Školska knjiga

Zagreb 1994

2 Milan Sikirica Zbirka kemijskih pokusa za osnovnu i srednju školu priručnik za nastavnike i

učenike Školska knjiga Zagreb 2011

3 Milan Sikirica Branka Korpar-Čolig Praktikum iz opće kemije Školska knjiga Zagreb 2001

4 Ivan Filipović Stjepan Lipanović Opća i anorganska kemija (I i II dio) Školska knjiga Zagreb 1991

5 Hrvatska nomenklatura anorganske kemije Školska knjiga Zagreb 1996

6 Nastavni materijali ndash predavanja iz kolegija bdquoOpća i anorganska kemijaldquo (pdf format)