Kaasujen valmistus

Työssä piti valmistaa kaasuja eri aineita yhdistämällä tai kuumentamalla jotain ainetta. Seuraavia kaasuja valmistettiin näin:

H2: Yhdistettiin HCl ja sinkkijauhetta keskenään. Vetykaasun muodostuminen voitiin todistaa sillä, että vetyä ohjattiin letkun kautta veteen ja sinne muodostui kuplia.

CO2: Puun polttamisella saatiin aikaan hiilidioksidia. Tämä voitiin todeta sillä, että liekki sammui, kun se suljettiin keitinlasiin.

O2: Saatiin aikaan, kun kuumennettiin vedellä laimennettua vetyperoksidia. Samalla muodostui myös vettä.

NH3: Yhdistettiin NH4Cl ja NaOH, jolloin saatiin aikaan ammoniakin lisäksi NaCl ja vettä.

Kobolttipitoisuuden määritys fotometrisesti

Tehtiin Aalto yliopistoon vierailu ja suoritettiin työ, jossa piti määrittää koboltin pitoisuus liuoksessa. Työ aloitettiin klo 8.10. Kobolttipitoisuus määritettiin spektrofotometrin avulla. Tutkittava liuos koostui typpihaposta, johon oli liuotettu pala kobolttia. Kokeessa tehtiin 4 erilaista liuosta. Standardiliuos 1 sisälsi 1/4 kobolttiliuosta ja loput vettä. Std 1 konsentraatio oli 0,39275 mg/ml. Std 2 sisälsi 1/2 kobolttiliuosta ja loput vettä. Std 2 konsentraatio oli 0,7855 mg/ml. Std 3 oli laimentamatonta liuosta, jonka konsentraatio oli 1,517 mg/ml. Nollanäyte oli tislattua vettä, jonka tarkoituksena oli näyttää nollapiste taulukossa. Taulukosta voitiin katsoa koboltin määrä tietyssä tilavuudessa. Jokainen liuos laitettiin erilliseen keitinlasiin. Keitinlaseista liuokset kaadettiin hartsilaseihin, jotka laitettiin spektrofotometriin absorbion määrittämiseksi. Absorbion määrittämisessä käytettiin aallonpituutta, joka oli 511 nm pitkä. Std 1 absorbion suurudeksi mitattiin 0,0234. Std 2 absorbion määrä oli 0,0618 ja Std 3:lla 0,1336. Spektrofotometrin kanssa syntyi ongelmia, joten virheellisiä mittaustuloksia todennäköisesti on. Työ saatiin tehtyä klo 9.50.

Rikkihappo-natriumhydroksidi- liuoksen titraus

Työssä haluttiin selvittää kuinka paljon tarvitaan natriumhydroksidia, jotta rikkihappoluoksesta tulisi neutraalia. Työ aloitettiin siten, että laitettiin keitin pulloon 50 ml vettä. Tämän jälkeen keitinpulloon lisättiin 10 ml 0,2 M rikkihappoa. Valmistetun rikkihappoliuoksen ainemääräksi tuli 0,002 mol. Sitten haettiin magneettinen kapseli ja sekoitin, joka sähkövirran avulla pystyi pyörittämään kapselia. Sekoitin asetettiin keitinpullon alle ja annettiin kapselin pitää liuos liikkeessä. Seuraavaksi laitettiin byrettiin 39 ml 1,0 M natriumhydroksidia. Rikkihappoliuokseen laitettiin fenoliftaleenia, joka toimi indikaattorina. Natriumhydroksidia kului liuoksen neutraloimiseksi 36 ml. Neutraloituessaan liuos muuttui vaaleanpunaiseksi. Koska rikkihappo oli kahdenarvoinen happo, täytyi natriumhydroksidia kulua kulua kaksinkertainen määrä rikkihappoon verrattuna. Natriumhydroksidia oli siis kulunut 0,004 mol.

H2SO4 + 2 NaOH ----> Na2SO4 + 2 H2O

Energiaa luovuttava reaktio

Kokeeseen tarvittiin koeputki, huhmare, pidike ja kaasupoltin. Ensin otettiin rauta- ja rikkijauhetta ja ne laitettiin keskenään huhmareeseen. Jauheet sekoitettiin keskenään huhmareessa. Jauhoseosta laitettiin koeputkeen noin kolmanneksen putken tilavuudesta. Koeputki asetettiin puiseen pidikkeeseen. Koeputki vietiin kaasupolttimen yläpuolelle hiukan kallistaen sitä poispäin itsestään. Seosta kuumennettiin kaasupolttimen avulla niin kauan, että koeputkeen pohjalla oleva seos alkoi hehkua. Koeputken pohjalla ollut rauta alkoi sulamaan ja hehkulevisi muualle seokseen. Kyseessä oli lämpöä luovuttava reaktio eli eksoterminen reaktio. Rikki- ja rautajauheseoksesta syntyi kuumentamisen jälkeen rautasulfidia.

Fe + S ----> FeS

Energiaa sitova reaktio

Tehtiin bariumtiosyanaattia. Työn tekemiseen tarvittiin 100 ml keitinlasi, puulauta ja lasisauva. Ensin laitettiin puulaudan päälle vettä niin, että puulaudan pinta jäi märäksi. Keitinlasi asetettiin puulaudan päälle. Keitinlasiin laitettiin kaksi lusikallista bariumhydroksidia ja kaksi lusikallista ammoniumsyanaattia. Aineet sekoitettiin keskenään lasisauvalla. Seoksesta syntyi bariumtiosyanaattia, ammoniakkia ja vettä. Keitinlasi alkoi tuntua kylmältä ja sen alla oleva vesi jäätyi. Tapahtui energiaa sitova reaktio eli endoterminen reaktio. Puulaudalla oleva vesi jäätyi keitinlasin niin, että keitinlasi voitiin nostaa ilmaan ja puulauta pysyi sen pohjassa kiinni.

Kokeilua joditypellä

Työssä tehtiin jodityppeä, joka haluttiin saada räjähtämään. Työn alkuvaiheessa kerättiin tarvittavat työvälineet (koeputki, suodatinsuppilo, suodatinpaperi, keittopullo, sanomalehtipinkka). Koeputkeen laitettiin ensin 1/4 teelusikallista jodia. Sen jälkeen koeputkeen lisättiin ammoniakkiliuosta 3ml, jonka pitoisuus oli 15%. Ammoniakki-jodiseosta ravisteltiin voimakkaasti 3 minuutin ajan. Syntynyt seos kaadettiin suodatinpaperin (talouspaperin) läpi keitinpulloon. Suodatinpaperiin jäänyt sakka oli syntynyttä jodityppeä. Jodityppi huuhdeltiin etanolilla. Sakan annettin kuivua puoli tuntia. Kuivunutta sakkaa tökittiin karttaakepillä ja siitä syntyi räjähdys.

Syy räjähdykselle oli trityppijodidin (jodityppeä) atomien välisissä sidoksissa. Trityppijodidin koostuu yhdestä typpiatomista ja kolmesta jodiatomista. Molekyylissä olevilla atomeilla on ahdasta ja    
pyrkivät sen takia kohti epäjärjestystä eli entropiaa. Trityppijodidissa atomit ovat ovat epästabiilissa tilassa. Ne pyrkivät kohti stabiilimpaa tilaa, mitä ovat muun muassa trityppijodidin räjähdyksestä syntyneet typpi- ja jodikaasut. Esimerkiksi typpi muodostaa kovalenttisen kolmoissidoksen, joka on paljon voimakkaampi kuin trityppijodidin atomien väliset sidokset. Räjähdys oli eksoterminen reaktio, jossa trityppijodidissa atomien väliset sidokset katkeavat ja vapauttavat energiaa.

2 NI3 ----> N2 + 3 I2