Kemi 112 : førstehjælp til formler 9788757126129, 8757126127 [PDF]

Zitiervorschau

.

•

..

:

,y-m(A)

HHHHH

p

p

~~;~~;:= ... ::;.

£f( -

100

o

f::C=:::::::},:::IJi

::

100

100

o

o

•

I\l_~~~m-T[KJ 273,15

~

r==-------JiC---l!-+"==7 1 ' Nyt Teknisk Forlag

Forord Kemi 112 - Forstehj~lp til formler er udarbejdet ti l brllg for kursister i faget kemi, ved de gymnasiale uddannelser STX, HTX og I-IF Formelsamlingen er opbygget eftcr bekendtgorelsen i dettc fag, og drekker sjJedes de emne r man finder i pensa pa gymnasielt niveau. Formelsamlingen d£kker bade C-, B- og A-niveau inden for kcmi. Formlerne er markeret mcd kolonner af forskellig farve.

I I I

Markerer formler, man normalt finder

pa C-nivcau.

Markerer farmler, man normalt fOIst moder

pa B-niveau.

Markerer farmler, man normalt fOIst moder pa A-niveau clIer valgcmner.

Aile C-n iveauformler hOIcr saledes ogsa ti l B-niveauet og ligeledes horer C- og Bniveaufo rmlerne saledes ogsa til A-niveauet. I Bogle fonnler er det en forudsb : Massc-ppb kO ll cc ntrati o n.

[c",." ",. 1 = ppb (parts per bi ll io n, del e pI'. m illiard)

12 - 13 Ma!ngdeberegninger

I

",(A)

'111,1.55-

z'"

'"

Lalll·han Lawrencium

La

Lithium

Li

Luteti um Magnesium Mangan

Lu

Meitn eriul1l Mendelevium

Molybdren

~

'"

:'E

0

'"

M

p

t,

"0

..

.JL

kg

mol

m'

0.

2 a; E

..

0.

'" 0

'"t,

~

-" > ~~

v~~

o.E

"'~

-,,0.

;;::Ew '0 IQ E

ilI"E ...

o.o~

"'->

L

L,

kJ

kJ

kg

kg

O(

O(

920 1627

3470

81

2877

1342

432

21193

6174

6,941

533

Mg Mn

71 12 25

174,967 24,3050 54,93805

9842 1738 7473

1652 650 1246

3402 1090 2061

368 266

5250 4000

Ml Md Mo

109 101 42

266 258 95,94

10222

827 2623

4639

375

6 154

11

22,98977 144,24 20,1797

11 3

75 17

4236 1967 88

293 290

6432 7428

51

399

N eon

Ne

60 10

Neptun ium

Np

93

Nikkel

Ni

Niobium

Nb

28 41

Nitroge n Nobelium Osmium

N No Os

Oxygen

0

Palladium

I'd I'

Platin

Pt

Plutonium

Pl!

Polonium

Po

Praseodym

Pr

Prom ethium Pro tacti nium

Pm Pa

Rad ium Radon

Ra

Rn Re

Rubidium

Rh Rg Rb

Rhodium Rocntgcniul11

E

~

~

v. .:'" c

138,9055 262

Na Nd

Rhenium

~

.;;; c

E

57 103 3

I.r

Na triulll Neod YI11

Phosphor

:>

~ ~

~

~

-" c :>

Ruthenium

Ru

Rutherfordium

Rf

Sama riu m

SOl

237 58,6934 92,90638

966 7000 0,84 20450 8907 8578

180,54

97,72 1024 - 248,59 637 1455 2477

883 3100 -246,08 4000 2913 4744

- 210, 1 827 3033

- 195,79 5012

154

3300

- 218,3 1554,9

- 182,9 2963 277

28 157 20

426 3696 400

1768,3 639,4 254

3825 3230 962

101

2616

6779 7220 15400

935 1100 1568

3290 3000 4120

71

2361

226,0254 222 186,207

5000 9,23 21020

700 - 71 3186

1737 - 6 1,7 5596

37

605

177

3797

12420

1964

3695

248

48 14

37

102,9055 272 85,4678

688

27

810

44 104 62

101,07 261 150,36

12360

2334

41 50

252

5618

7536

1072

1803

74

1274

7 76

14,00674 259 190,23

22580

8 46 15

15,9994 106,42 30,97376

1,33 11 995 1820

78 94 84

195,078 244 209

21450 19800 9400

59 61 91

140,9077 146,91 51 23 1

88 86 75 45

102

III

1, 17

1533

44,2

39,3 1

27-27 Mrengdeberegninger

c >

z'"

..,-0 E '" VI

.. ~ ~

z

'"

.... ..

~ ~

Sf c

"

Q.

~

~

-'"

".."0.

E

'

c

Q;

:0

CI

VI

E

,.'"

M

p

t,

t.

-0

--"mol

kg m'

°C

0

°C

..E '" :€! .... -"> v-

Q.E

VI~

~

'"

c '2

-,,0.

ij:E~

"v ftI E 1lI "'E ... 0.0'"

VI_

L,

L,

kJ

kJ

kg

kg

>

Silicium

Sc Sg Se Si

Strontium

Sf

Svovl

S

14 38 16

50 Iv Tantal Techn etium

Ag Ta Tc

47 73 43

107,8682 180,9479 98,9063

10500 16670 11496

96 1,78 3017 2157

2162 5458 4265

105 199

2365 4073

52 65 81

127,60 158,9253 204,3833

6247 8267 11 870

449,5 1 1356 304

988 3230 1473

137 103 21

397 2460 793

90 69 50

232,0381 168,9342 118,7 10

11700 9325 7285

1842 1545 23 1,93

4820 1950 2602

67 109 61

2344 1462 2446

22

4508 19050 6090

1668 11 32,2 19 10

3286 3927 3407

388 65 448

8881 1775 8769

3422 - 111 ,7 824

5555 -108 1196

193 18 53

4383 96 9 19

3336 907 4409

193 113 230

4424 1763 6473

Sca ndi um

Seaborgiu 11l Selcn

Te llur

Te

Terbium Thallium

Tb TI

Thorium Thulium

Th

Tin

Sn Ti

Tm

21 106 34

44,95591 266 78,96

2992

154 1

2830

358

6780

4808

221

685

69

333

28,0855 87,62 32,066

2329 2583 2086

14 14 777 11 5,2 1

2900 1382 444,72

1787 94 38

12782 1562 300

U V

92

23

47,867 238,0289 50,9415

Wolfram Xenon

W Xe

Yb

183,84 131,29 173,04

19254

Ytterbium

74 54 70

Yttri um

Y

Zink

Zn Zr

39 30 40

88,90585 65,39 91,224

4475 7135 6507

Ti tan Uran Vanad ium

Z irkon iul11

5,49

6966

1526 419,53 1855

28 - 28 Milmgdeberegninger

Molale fryse- og kogepunktsamdring Navn: Ma terialets navn.

Symbol: Materi alets forkortelse eller strukturformel. K; Molale frysep unktss.,nkning. IK,] =

K·kg mol

K,: Molale kogepunktsforh0jelse. [K,] = K· kg mol

Navn

Symbol

Molale frysepunktssrenkning K, K · kg

13enzen

CI> H b

Cyclohexan Eddikesyre Ethanol Hexan

C"H 6 Cl-I,COOI-l C, H,oH C"H H CIOH 1"O CH,O H

Kamfer

Methanol Naftalen Oetan Phenol Va nd

Molale kog epunktsforhojelse K. K · kg

mol

mol

5,1 2 20,4 3,90

2,53 2,79 3,07 1,22 2,75

40 0,83

C'OHfl CsH,S

6,94

C,H,oH H,o

7,40 J,8 6

4,02 3,60 0,51 3

29-30 Kemisk termodynamik

Kemisk termodynamik Omregning mellem Kelvin og grader Celsius CekiU$$l:ala

T

I

I

t , - 273.1 5

10 0

0

I

Ke1vin~l:a la I

I

0

10 0

273.15 I

20 0

. "C

I

373,15

I' • K

I

400

30 0

T = t +273,15

T: Temperaturen. [T ) = K (Kelvin )

t = T -273,15

I: Temperaturen. [I) = °C (grader Celsius)

~n

Tryk (definition) p

HWHHH F

~ =

(

P =-

p: T rykket. [p J = Pa (Pascal)

F = p ·A

F: Krafte n. [F[

A =£

A : Arealet. [A ) = m

A

p

= N (Newto n ) 2

31 - 32 Kemisk termodynamik

Gasser Boyle-Mariottes lov Ved re nd rin g af vol umen og tryk for en fast ho ldt gas m re ngde, def er fastholdt ved samrn c tern pera tur, grelder:

p[barJ

p[barJ c

4

c

4

3

3

b

2

b

2

a 2

3

4

a

v[LJ

1

4

1

'2

3

4

p: Trykket. Ip] = ba r

p . V ;;;; ko n stallt

V: Volum en . I VI = L (liter)

Gay-Lussacs lov Vcd re nd rin g af temperatur og tryk for en fasth o ldt gas mre ngd c, d er er fastholdt ved samme voiumen, gad der:

p[oor]

p

"""'+--+--,---i--_ T []O~ K

LlS: IEndrinbaen i entro pien . [L15]=

1.K

Bcmcerkning: Anden hovedsa:tn ing er et udtryk for at entrop icn altid vii stige.

Termodynamikkens tredje hovedsaetning Entropien for et rent krystallinsk stof ved 0 K er givet ved:

S=O~ K

5: En tropien. lS I=

.L K

Bemcerkning: Tredjc hoveds cr enhedsl0s

X,: Syrebr0ken.

x. er enhedsl0s

111 - 112 Syre-base-teori

Pufferligning med syrebrok For en ikke-st~rk syre grelder pufferligningen (stedpudclign ingen): 1: Styrkckonstanten for basen ved 25°C. [K,J

= M (mol~r)

pKh: Styrkeeksponenten for basen ved 25°C. pKher enhedslos Navn (syre)

Symbol

K,

pK,

K,

Arnmon il1l11ion

NH ., +

5,62-10- 111

Dihydrogenphosphation Dihydrogensulfid Ed dikesyre (etha nsyre)

H ,PO, H,S CH,COOH

6,17'10- ' 9,12'10- '

Hydrogencarbonation Hydrogennourid (nussyre)

HCO,HF HPO,'-

H ydrogenphosphation Hydrogensulfation Hydrogensulfidion Hydrogensulfi tion Hydroxidion Ku lsyre (carbonsyre) Oxoniumion Phosphorsyre Salpetersyre

pK,

M

M

9,25 7,21 6,96 4,76

1,78 ' 10-' 1,62 ' 10 -' 1,10' 10- ' 5,75 10- 10

4,75

4,79 ' 10- " 6,92 ' 10- ' 4,17 -10- "

10,32 3,16 12,38

2,09'10- ' 1,5. 10- 11 2,40 ' 10-'

3,68 10,84 1,62

HSO,-

1,02 ' 10- '

1,99

9,77·10 - 1.1

12,01

HS-

1,26' 10- " 5,62'lO- '

12,90 7,25 24,00 6,37

7,94' 10- '

1,10

1,78 ' 10- ' 1,0 . 10 10 2,34-10- '

6,75 -10,00 7,63

0,00 2,12 - 1,35

1,0 10- 1.1

14,00 11,88 J 5,35 21,00

HSO,OW H,CO, H ,lO+ H J P0 4

Saltsyre

HNO, HCI

Svovlsyre Svovlsyrling Vand

H,SO , H,SO, H.O

1,74 ' 10 '

1,00'10-" 4,27 -10- ' 1,00 7,59 -10- 1 22,4 1,0' 10'

J ,0 ' lO" 1,29-10- ' 1,00' 10- "

- 7,00 - 3,00 1,89 14,00

0

0

1,32 ' 10 " 4,47 ' 1O- l b 1,0 ' lO- " 1,0 ' 10- " 7,67'10- 1.1 1,00

6,79 7,04 9,24

17,00 12, 11 0,00

115 - 115 Syre-base-teori Navn (base)

Symbol

Acetatiol1 (ethanoation)

CH,COO-

K, M

pK,

4,76 9,25 10,32 - 7,00

Ca rbonation

NH, CO,L

l.74· 10 5,62' 10 - " 4,79 ' JO - "

Chlorid ion

Cl

1,0'10'

Dih ydrogenphosphation

H,PO,-

Flouridion

F-

7,59'10- ' 6,92'10 •

H ydrogencarbonat ion

HCO, HPO,'-

4,27'10 ' 6,17'10 •

HSO,HSO,-

1,29'10- '

Ammoniak

H yd rogell phosp ha tiOIl Hydrogensulfation Hydrogensulfatio n H yd rogellsulfidioll Hydroxid ion

liS OW

Nitration Oxidion

NO J 0 ,-

1,0'10' 9, 12' 10- ' 1,00' 10 " 22,4 1,00' 10- '"

Phosphation

pot

4.17'\0 - 1.1

Sulfatio n

SO ,-

1,02'lQ-'

Sulfidioll

S,-

Sulfition

SO,L

1,26'10 " 5,62'10 •

Vand

Hp

1.00

"

K, M 5,75' \ O_II!

1,78'10-' 2,09'10- ' 1,0'10- " 1,32'10- "

pK,

9,24 4,75 3,68 21,00

2,12 3,16 6,37 7,2 1

2,34'10- ' 1,62'lQ- '

11,88 10,84 7,63 6,79

1,89 -3,00 6,96 14,00

7,67'10- " 1,0'10- " 1, 10' 10-' 1,00

12,11 17,00 7,04 0,00

4,47' 10 ", 1,0'] 010 2,40' JO - ' 9,77'10- "

15,35 - 10,00 1,62 12,0 1

-l,35

24,00 12,38 1,99 12,90 7,25 0,00

1,5'10

II

7,94' 10 ' 1,78' 10-' 1,0'\0- 14

1,10 6,75 14,00

116-116 Kernisk ligeva!gt

Kemisk ligevaegt Ligevaegtslov (massevirkningslov) Fo r ligevregtsreakti o ncn a . A(aq ) + b· B(aq ) .. c . C(aq ) + d . D(aq ) cr ligevc:egtsko nstanten defineret ved:

K,

[C1'

[D]"

[AI"[ B]"

K,: Li gcva-gtskon stallten. [Krl = M c+d- fl - b

[A]: Aktllel kon centration af stoffet A. [[ AJ I = M ( molrer)

IBJ=" IC/' -IDI" K( .[ 1\]11

jDJ =d K( .[A ja l Bj"

IC/'

[B]: Aktu el kon centra tioll af stoffet B. [I B]] = M ( molrer)

[C1: Aktuel kon ccn tra tion af stoffet C. [I el]

= M ( mo lrer)

[D]: Aktllel kOllcentration afstoffel D. [[Dl]

= M (mo lrer)

Bcmcerkning: Form lerne kan udvides ti l at gaJde for rea ktioner, Ill cd flere end 2 reaktan ter og produkter. Et inclgreb i et ligev,:egtssystcm viI bevirke en forskydning i den retning, som

formindsker den um iddelbare vi rlming Olf indgrebet (Le Chatclicrs princip).

117 - 119 Kemisk ligeva>gt

'11 Reaktionsbrok (definition) For reaktionen a· A(s) + b· B(aq) --7 c . C(g) + d . D(l) er reaktionsbroken defineret ved: y

p(C)' . x(D)"

~ !C'-'='----~'-'---

Y: Reaktionsbr0ken. [Y]

[BJb Y· IBI"

p(C)='--

= bar,' M'

p(C): Partialtrykket af gassen C. [p(C)J ~ ba r

x(D)d

xeD): Stofm C,H, + H

167000

1,01'10 "

C,H. --> 2CI-I,

384000

2,5 1'10" s

25000

1' 10' -'-

2NO,(g) --> 2NO(g)

C,H,(g)

+ H,(g)

Cl(g)

+ I-I, (g)

H,(g)

+ C,H,(g)

H,(g)

+ I, (g)

N,o --> N, O (g)

+

SO(g)

+ I-I(g)

+ H( g)

--> HCl(g)

--> C,HJ g)

23000 180000

S- l

M ·s

8'10

10 -

-'

M·:;

1,24' 10' -'M-s

--> 2H1 (g)

173000

°

250000

7,94' 10" s

315000

1_10

+ N,(g)

OH (g)

--> C, I-I.(g)

M·s

--> NO(g)

+ I-I,(g) + O,(g)

+ N(g)

--> I-I,o(g) --> SO,(g)

+ H(g)

+ O (g)

11 -

'-

M ·s

42000

8' 10 10 _ 1_

27000

3' 10' -'-

M ·s

M ·s

I

142 - 143

Spektroskop i

Spektroskopi Udbredelseshastighed for b01ge

A.

= ~;

v=,1./= -

11: Hastigheden. [v ]

" =v · T A=-

A: B01gelxngden. IAJ = m

T

I

f ,l I T= - = v I

Frekvensen.

[Jl = ,-I= Hz (Hertz)

T: Svingningstiden for b01gen. l TJ :::: s

1 ....

Fotonenergi Energien for en foton, er givet ved:

E =11 t

h= -

I E

1 =-/,

f

E: Fotonenergien. lEI = J (Joule) 11: Plancks konstant. h = 6,63-1O- 3 . J·s j

f

Frekvensen af det udsendte Iys.

[Jl = Hz (Hertz)

144 - 145 Spektroskopi

144 Energiniveauer for Hydrogen Energiniveauerne for elektronbanerne i Hydrogen, er givet ved:

E[eliJ

tri eJektron

a

- o,q -1,5

~

- 3,4

- 13,6

p8~chens:erie

bafmers:erie

"

2

h~-~ (;. R

2

n=2

n=1

/ymans:ene

E,/ = _ h.c ·R.

n=5 n=4 n=3

E,,: Energien i den rite bane. IE"J

= J (Joule)

11: Plancks konstant. h = 6,63'lo ~ 34 1-5 c: Lyshastigheden i vacuum.

C

= 3. 10 8 ~ ,

R: Rydbergkonstanten. R = 1,097'10 7 m - ' 11:

Banenummeret. n er enhedsl0s

14

Energiniveauer for Hydrogen i elektronvolt E

K

" = - -n ,-

E,,: Energien i den ,7'te bane. IE,,] = eV (Elektronvo lt) K: 13011[s konstant. K ::: 13,6 eV n: BanenuIl11l1eret. n er cIlh edsl0s

146 - 147

Spektroskopi 1

Banespring Nar elektron crne i et ato m kvan tespringer fra en ydre til en indre bane, fri gives en foton med en frekvens, de f kan bestemmes af:

mod magneifelt

med magneifelt

__.._.--.-- - -

.

E.

11- [ = EII - EIII 11= E,, - Em

f f = Ell -EII/

"

h: Plancks konstant. " = 6,63· ] 0 ,. ]-s

f

Frekvensen. [j]

= Hz (Hertz)

E,,: Energien i ban en elektronen springe r fra. [E,,] =

J (Joule)

E",: Energien i banen elektronen springer til. [E", I =

J (Joule)

147 Rydbergformel for banespring i Hydrogen Nar elektronern e i Hydroge n kvantespringer fra en yd re t il en indre banc, frigives en foton mcd en b01gehengde, der ka n bestemmes af:

~ = R t:,-~) A: Il0Igel"'ngden. [AI = m

R: Rydbergs ko nstant. R = 1,097·10' m- '

111 :

Banenummeret elektron en hopper ti l.

11: Banenummeret elektronen hopper fra .

Bcmrerkl1i11g: Sc

111

/"I

er enhedslos

er enhedsl0s

fo r tabelwerdier for b01gelrengden ved bancspring.

148 - 149 Spektroskopi

Transmissionsprocent (definition) Transm iss io nsprocen ten er defi neret ved:

I

I

T =-- 100 0/0

T: T ran sm issio nsproccntcl1 .

IT!

= % (proccnt)

10 I 10 =-· 100%

T

I

=.I..:..!JL 100 %

10: lntensiteten

f0 f

abso rpt ion.

lIol = ~ on

l: Tn te llsite ten efte r abso rpt io n. [/ ]= \~

m-

Absorbans (definition) Absorba nsen er defineret ved:

I

A: Absorbansen. A cr cnh cdsl0s.

1() = 1 . IO A

10: In tensiteten f0r abso rpti on. [Jol

= \~ on

1 = / O· lO- A

III -I : 1ntenSltetcn e ft el" a bsorption.

'~,

m-

150 - 1 50 Spektroskopi

Lambert Beers lov For absorptionsspektrulTImcr grelder at absorballscll er proportional m ed den aktuclle koncentration og kan bestemmes vha. Lambert Beers loy:

A

=£,1

[AI ·

A [A[.!

£.- - A -

A: Absorbansen. A er enhedsl0s. S ,\ :

Ekstinktionskoefficicnten (molar absorptionskoefficient).

[8AI=_L_ mol·em A [A[= l'A .,

[AI: Aktuel koncentration afstoffet A. [[All

! = _A_ [A[E,
.Q: JEnd ri nge n i ladn ingen. It>.Q] = C (Coulo mb )

I:

Tiden . It]

=s

155 - 156 Elektrokemi

Spamdingsforskel (definition) E

E

u=Q U = dE dQ

U: Sp",ndingsforskellen . I U]

E=UQ

E: Ene rgien. IE] =) (Joule)

= v (Vo lt )

q,

JUd Q

i1E =

t.Eo iEndringen i energien. It.E] = ) (Joule)

lJlI

E

Q=U

Q: Ladnillgen .IQ]

= C (Coulomb)

Ohmslov Sammellh;:engen mellem stf0111styrke og sp&ndingsforskel er givet ved Ohms loy:

u

U=Rl U

R= -

1

U

1= -

R

U: Sp",ndillgsforskellen. I U]

= V (Volt)

R: Modstanden. IR ] = n (Ohm) I: St1"0mstyrken. If]

= A (Ampere)

157 -158 Elektrokemi

Modstand i vceskes0jle Modstanden i en v