Jämnviktskonstant, energiomvandling samt neutralisation och titrering

5. Beräkna K- värdet för jämviktsreaktionen för 2NH3 (g) ⇋ N2 (g) + 3 H2 (g)

Volymen V är 1,00 dm3. Substansmängden för NH3 är vid start 0,50 mol, och substansmängden för H2 är vid jämvikt 0,60 mol.

6. I den här uppgiften kommer du att få två olika fall presenterade för dig. Du ska lösa båda uppgifterna (A och B) och förklara dem, skriva reaktionsformler och vidareutveckla dina tankar om det som fallen tar upp. I båda fallen är det en mer eller mindre känd kemist som agerar. Passa på att bekanta dig med dem och redogör även för en av dem och dennes betydelse för kemin.

Här är (de delvis påhittade) fallen:

A. Louise Hammarström – neutralisation och titrering

Louise Hammarström räknas ofta som den första kvinnliga kemisten. Hon var specialiserad inom bergskemi och hade ett eget laboratorium i Kopparberg där hon genomförde analyser av malm och metaller. Hon var också duktig på syror och baser. Så en dag bestämde sig Louise för att utföra en neutralisation av en syra och en bas. i sitt laboratorium.

Anledningen var att hon ville mäta koncentrationen saltsyra i 20,00 cm3 saltsyralösning med hjälp av analysmetoden titrering. Det visade sig att det gick åt 17,54 cm3 0,135 M natriumhydroxidlösning.

Efter experimentet blev tyvärr Louise Hammarström lite illamående (då hon

parallellt höll på med arsenikanalyser) och blev därför oförmögen att dels räkna ut saltsyrans koncentration och dels berätta om hur experimentet utfördes, samt berätta om vilken labbutrustning och vilka kemikalier som användes. Ange vilken indikator som är mest lämplig och varför den är det. Louise hann inte ens skriva en kemisk reaktionsformel innan hon blev krasslig. Därför blir det din uppgift att nu redogöra för dessa saker som Louise inte hann med. Nyckelord: ekvivalenspunkt, indikator m.fl.

B. Alfred Nobel – termokemi – energiomvandling

Fall nummer två handlar om en mycket berömd kemist, uppfinnare och instiftare av Nobelpriset - Alfred Nobel. Han vigde sitt liv bland annat åt sådana snabba, kraftigt exoterma (värmeavgivande), kemiska reaktioner som kallas explosioner. Han uppfann dynamiten som innebar att man kunde kontrollera högexplosiva ämnen som estern nitroglycerin, C3H5(NO3)3. Nobel blandade nitroglycerinet med kiselgur och på så sätt kunde sprängämnet nitroglycerin kontrolleras och även transporteras utan att explodera.

Nobel visste givetvis en hel del om termoenergi och energiomvandlingar. Han kände till begreppet bindningsenergi och visste hur man räknade ut entalpiskillnaden för en kemisk reaktion med hjälp av dessa. En dag gick han in i sitt laboratorium och genomförde den kemiska reaktionen mellan eten, C2H4, och brom, Br2. Det bildades då etylendibromid (1,2 dibrometan, C2H4Br2) som är en färglös vätska som luktar kloroform. Experimentet lyckades kanske lite väl bra för Nobel blev tyvärr förgiftad vid inandningen och blev liggande medvetslös. Han kunde därför inte genomföra de beräkningar som krävdes för att räkna ut entalpiförändringen (delta H) vid den genomförda reaktionen. Det blir i stället din uppgift, tillsammans med att ställa upp den kemiska reaktionsformeln, och du får gärna åskådliggöra entalpiförändringarna i ett entalpidiagram(diagram som visar energiförändringarna vid reaktionen)!

Till din hjälp har du ett antal bindningsenergier (i kJ/mol):

C – C 345

C = C 615

Br – Br 194

C – Br 280