KEMIAN TEHTÄVIÄ

Tehtävät1 (Peruskäsitteet)

a) Alla on jouko kemian nimiä ja merkintöjä. Merkitse kunkin kohdalle tyyppi, jota ko. aine edustaa seuraavasta listasta: A = alkuaine, B = yhdiste, C = seos, D = isotooppi, E = kationi , F = anioni

Jää Sooda Pii Pronssi Bensiini Rn222 Kipsi CaSO4

.2H2O Na+ Cl - SO4

2- Co60

b) Montako protonia, neutronia ja elektronia on seuraavissa atomeissa?

Rn222

86 protoneja =____ , neutroneja = ____ , elektroneja = _____

C14

6 protoneja =____ , neutroneja =____ , elektroneja = ______

c) Seuraavassa on alkuaineiden kemiallisia merkkejä. Nimeä alkuaineet

O N S Cl H Pu Pb Sn K Ca Au Ag Hg Fe Co V Cr

Yhdisteen alkuainekoostumuksen laskeminen

Tehtävä 2 (Alkuaineiden suhteelliset osuudet yhdisteessä) 2.1 Määritä etanolin C2H5OH alkuainekoostumus prosentteina.

2.2 Missä seuraavista rautamineraaleista on eniten rautaa? Laske raudan prosenttiisuus kussakin niistä.

a) Fe3O4

b) FeS2

c) CuFeS2

Tehtävä 3 (Yhdisteiden nimet) Nimeä seuraavat ioniyhdisteet. Käytä apuna kationi- ja anionitaulukkoa Na2CO3 CaSO4 KCl NH4NO3 FeS2 H2O2 NaOH Ca(OH)2 CaO

CaCO3 NaHCO3 NH4Cl KNO3

NaCN

Ioniyhdisteen kaavan kirjoittaminen

Tehtävä 4 (Yhdisteiden kaavat) Kirjoita kaavat seuraaville yhdisteille. Käytä apuna kationi- ja anionitaulukkoa kaliumsulfidi magnesiumkloridi kalsiumnitraatti alumiinisulfaatti kaliumvetykarbonaatti kaliumsyanidi Tehtävä 4 (Epämetalliyhdisteiden nimet). Nimeä seuraavat epämetallien väliset yhdisteet.

CO SO2

SO3 P2O5 N2O NO NO2 Tehtävä 5 Nimeä seuraavat hapot HCl HNO3 H2SO4 H2S HCN H2CO3 CH3COOH

Reaktioyhtälön kertoimien määrittäminen

Tehtävä 6. Kirjoita kertoimet seuraaviin reaktioyhtälöihin P + O2 -> P2O5 C3H8 + O2 => CO2 + H2O CO2 + H2O => C6H12O6 H3PO4 + NaCl => Na3PO4 + HCl HCl + KMnO4 => KCl + MnCl2+ Cl2+ H2O

Määrien laskeminen massasuhdemenetelmällä

Tehtävä 7. Laske seuraavat palamisreaktioihin liittyvät laskut. Aloita kirjoittamalla reaktioyhtälö. Käytä laskuissa massasuhdemenetelmää.

a. Kuinka monta kilogrammaa hiilidioksidia syntyy, kun 1.0 kg hiiltä C poltetaan?

b. Kuinka monta kilogrammaa hiilidioksidia syntyy, kun nestekaasupullon sisältämä 11.0 kg propaanikaasua C3H8 poltetaan?

c. Kuinka monta kilogrammaa hiilidioksidia syntyy, kun 1.0 kg metaania CH4 poltetaan?

Tehtävä 8. Laske seuraavat määrälliset laskut massasuhdemenetelmällä

a. Rautaa valmistetaan magnetiitista Fe3O4 pelkistämällä rauta hiilen avulla. Tasapainota kertoimilla ao. reaktioyhtälö. Laske kuinka paljon hiiltä tarvitaan, kun valmistetaan 100 kg puhdasta rautaa. Fe3O4 + C => Fe + CO2

b. Alkoholikäymisessä hiiva hajoittaa sokerin etanoliksi ja hiilidioksidiksi. Tasapainota reaktioyhtälö. Kuinka paljon puhdasta etanolia saadaan 1000 g:sta sokeria?

C6H12O6 => C2H5OH + CO2

Tehtävä 9 ( Moolit) Laske seuraavien yhdisteiden moolimassat

a) ruokasuola NaCl b) butaani C4H10

c) kalkkikivi CaCO3

Ainemäärän laskeminen mooleina

Tehtävä 10

Montako moolia on 200 g:ssa puhdasta etanolia C2H5OH ?

Liuoksen konsentraatio eli väkevyys mol/l

Tehtävä 11 (liuoksen konsentraatio)

a) 500 ml:aan vettä liuotetaan 20 g ruokasuolaa. Laske suolaliuoksen pitoisuus yksikössä mol/l

b) Kaivovedestä löytyi analyysissä rautaa 40 mg litrassa. Mikä on kaivoveden rautapitoisuus yksikössä mmol/l

c) Urheilijan hemoglobiiniarvo oli 160 mmol/l. Montako hemoglobiinihiukkasta oli litrassa verta? Avogadron luku on 6.0*1023.

Ideaalikaasun tilanyhtälö

Tehtävä 12 (Kaasujen moolitilavuus)

a) Luokkahuoneen koko on 5 m x 7 m x 3 m. Montako moolia kaasua huoneessa on, jos huoneessa on normaali ilmanpaine ja nolla Celsius-astetta? (NTP : paine = 101300 Pa, lämpötila T = 273 K)

b) Todellisuudessa lämpötila luokassa on 22 astetta Celsiusta. Kuinka monta

moolia luokassa on kaasua näissä olosuhteissa?

Liuoksen pitoisuuden määritys tiheysmittarilla (areometri)

Tehtävä 13 (liuoksen väkevyyden määritys areometrillä)

a) Etanoliseoksen tiheydeksi mitattiin 0.91 g/cm3. Mikä on sen etanolipitoisuus, kun veden tiheys on 1.0 g/cm3 ja puhtaan etanolin tiheys on 0.79 g/cm.

b) Auton akun rikkihappopitoisuus mitattiin areometrillä, joka näytti akkunesteen tiheydeksi 1.52 g/cm3. Mikä oli akun rikkihappopitoisuus prosentteina, kun puhtaan veden tiheys on 1.0 g/cm3 ja puhtaan rikkihapon 1.84 g/cm3.

Tehtävä 14

a) Minkä ionien pitoisuutta pH- asteikko mittaa? b) Mikä ioni aiheuttaa liuoksen emäksisyyden? c) Mikä ioni aiheuttaa liuoksen happamuuden?

Tehtävä 15 (Hapot ja emäkset) Ao. taulukossa vasemmassa sarakkeessa on aineita, oikeassa pH – arvoja. Yhdistä nuolilla aineet niitä vastaaviin pH- arvoihin.

rikkihappoliuos 10

vesijohtovesi 11

Pepsicola 13.5

Lattianpesuliuos 0.5

NaOH – liuos (kodin putkimies) 7

soodavesi 3.6

tislattu vesi 8.7

Tehtävä 16 (Tavallisia happoja ja emäksiä) Nimeä seuraavat hapot ja emäkset

HCl

HNO3

H2SO4

NaOH

Ca(OH)2

NH3

HCOOH

Tehtävä 17 (aineiden happamuus ja emäksisyys) Tutki happo-emäs luettelon avulla, mihin ryhmään seuraavat aineet kuuluvat? Vaihtoehdot ovat A = vahva happo, B = vahva emäs, C = heikko happo , D = heikko emäs

Ca(OH)2

H2CO3

NaCO3

NH3

NH4Cl

HNO3

HCN

pH:n laskukaavat

Tehtävä 18 (pH:n laskeminen)

Laske seuraavien liuosten pH

a) 1.0 M HCl – liuos b) 0.5 M NaOH – liuos c) 2.0 M H2CO3 – liuos d) 1.0 M NH3- liuos e) 0.5 M NaCO3 – liuos

Tehtävä 19 (metallien jännitesarja) Mikä seuraavista metalleista liukenee veteen?

a) natrium Na b) rauta Fe c) Hopea Mikä seuraavista metalleista liukenee suolahappoon ?

a) kulta b) kupari c) rauta Mikä seuraavista metalleista liukenee typpihappoon?

a) kulta b) kupari c) platina Minkä happojen seos on kuningasvesi ? Tehtävä 20. (sähkökemiaa) Rautanaula laitetaan kuparisulfaattiliuokseen. Mitä tapahtuu? Tehtävä 21. Kupariesine laitetaan rautakloridiliuokseen, Mitä tapahtuu? Tehtävä 22. Miten vetyä voidaan valmistaa?

Tehtävä 23. Miten kloorikaasua voidaan valmistaa ? Tehtävä 24. Anna kaksi esimerkkiä galvanoinnista. Tehtävä 25. Anna esimerkki katodisesta suojauksesta. Tehtävä 26. Mihin perustyyppeihin korroosiosuojausmenetelmät voidaan jaotella. Anna esimerkki jokaisesta. Tehtävä 27. Millaiset tekijät voivat aiheuttaa sähkökemiallisen parin muodostumisen ja siten metallin syöpymisen? Tehtävä 28. Määrittele käsitteet

a) elektolyysi b) katodi c) anodi d) elektrolyytti e) anioni f) kationi

Elektrolyysin kaava

Tehtävä 29. (Elektrolyysin kaava) Kuparin rikastus tapahtuu liuottamalla malmi liuokseksi, jolloin kupari liukenee Cu2+ - ioneiksi. Kupari pelkistetään liuoksesta elektrolyysin avulla asettamalla ohut kupariaihio katodiksi. Kupari-ionit vaeltavat katodille ja pelkistyvät siinä kupariksi. Kuinka kauan kestää 200 A virralla tuottaa 100 kg kuparia? Tehtävä 30. Erään yleisen akkutyypin rakenne ilmaistaan rakennemerkinnällä

-Pb | H2SO4 | PbO2 + Mitä ainetta on kyseisen akun

a) anodi b) katodi c) elektrolyytti

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18Hydrogen Helium

1 2

H He1.008 Key: 4.0026

Lithium Beryllium Element Name Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon3 4 Atomic number 5 6 7 8 9 10

Li Be Symbol B C N O F Ne6.94 9.0122 Atomic weight (mean relative mass) 10.81 12.011 14.007 15.999 18.998 20.180

Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon11 12 13 14 15 16 17 18

Na Mg Al Si P S Cl Ar22.990 24.305 26.982 28.085 30.974 32.06 35.45 39.948

Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr39.098 40.078(4) 44.956 47.867 50.942 51.996 54.938 55.845(2) 58.933 58.693 63.546(3) 65.38(2) 69.723 72.63 74.922 78.96(3) 79.904 83.798(2)

Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54

Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe85.468 87.62 88.906 91.224(2) 92.906(2) 95.96(2) [97.91] 101.07(2) 102.91 106.42 107.87 112.41 114.82 118.71 121.76 127.60(3) 126.90 131.29

Caesium Barium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon55 56 57-70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86

Cs Ba * Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn132.91 137.33 174.97 178.49(2) 180.95 183.84 186.21 190.23(2) 192.22 195.08 196.97 200.59 204.38 207.2 208.98 [208.98] [209.99] [222.02]

Francium Radium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Ununtrium Flerovium Ununpentium Livermorium Ununseptium Ununoctium87 88 89-102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118

Fr Ra ** Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo[223.02] [226.03] [262.11] [265.12] [268.13] [271.13] [270] [277.15] [276.15] [281.16] [280.16] [285.17] [284.18] [289.19] [288.19] [293] [294] [294]

Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

*lanthanoids La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb138.91 140.12 140.91 144.24 [144.91] 150.36(2) 151.96 157.25(3) 158.93 162.50 164.93 167.26 168.93 173.05

Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102

**actinoids Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No[227.03] 232.04 231.04 238.03 [237.05] [244.06] [243.06] [247.07] [247.07] [251.08] [252.08] [257.10] [258.10] [259.10]

The periodic table www.webelements.com

Symbols and names: the symbols and names of the elements, and their spellings are those recommended by the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC - http://www.iupac.org/). Names have yet to be proposed for elements 113, 115, 117, and 118 and so those used here are IUPAC’s temporary systematic names. In some countries, the spellings aluminum, cesium, and sulphur are usual. Group labels: the numeric system (1–18) used here is the current IUPAC convention. Atomic weights (mean relative masses): these are the IUPAC 2009 values and given to 5 significant figures. The last significant figure of each value is considered reliable to ±1 except where a larger uncertainty is given in parentheses. Representative values for those elements having an atomic weight interval are given (H, Li, B, C, N, O, Si, S, Cl, Tl). Elements for which the atomic weight is given within [brackets] have no stable nuclides and are represented by the element’s longest lived isotope reported in the IUPAC 2009 values. ©2012 Dr Mark J Winter [WebElements Ltd and University of Sheffield]. All rights reserved. For updates to this table see http://www.webelements.com/nexus/Printable_Periodic_Table (Version date: 7 June 2012).

Kationeja ja anioneja

Kationeja Anioneja

alumiini Al3+

aluminaatti

Al(OH)4

_,

AlO2

_

kromaatti CrO42_

ammonium NH4

+

amidi NH2

_ metafosfaatti PO3

_

barium Ba2+

arsenaatti AsO4

3_ monovetyfosfaatti HPO4

2_

elohopea(II) Hg2+

arseniitti AsO3

3_ nitraatti NO3

_

hopea Ag+

asetaatti CH3COO

_ nitridi

N3_

kadmium Cd2+

bromaatti BrO3

_ nitriitti NO2

_

kalium K+

bromidi

Br_

oksalaatti C2O4

2_

kalsium Ca2+

dikromaatti Cr2O7

2_ oksidi

O2_

koboltti(II) Co2+

divetyfosfaatti H2PO4

_ perkloraatti ClO4

_

kromi(III) Cr3+

fluoridi

F_

permangaani MnO4

_

kupari(II) Cu2+ formiaatti HCOO

_

peroksidi O22_

litium Li+

(orto)fosfaatti

PO4

3_

silikaatti SiO4

4_,

SiO32_

lyijy(II) Pb2+

fosfidi

P3_

sulfaatti SO4

2_

magnesium Mg2+

hydridi

H_

sulfidi S2

_

mangaani(II) Mn2+

hydroksidi

OH_

sulfiitti SO3

2_

natrium Na+

hypokloriitti

CIO_

syanidi

CN_

nikkeli(II) Ni2+

jodaatti

IO3

_

tiosulfaatti S2O32_

oksonium H3O+

jodidi

I_

tiosyanaatti

SCN_

rauta(II) Fe2+

karbonaatti

CO3

2_

vetykarbonaatti HCO3

_

rauta (III) Fe3+

kloraatti

ClO3

_

vetysulfaatti HSO4

_

sinkki Zn2+

kloridi

Cl_

vetysulfidi HS

_

strontium Sr2+

kloriitti ClO2

_ vetysulfiitti HSO3

_

Hapot

Happovakioita

Hapon nimi Kaava Ka (25 oC)

mol/dm3

vah

va

t h

ap

ot

perkloorihappo

HClO4

n. 1010

vetyjodidi

HI

n. 109

vetybromidi

HBr

n. 108

vetykloridi

HCl

n. 107

rikkihappo

rikkihappo

H2SO4 n. 103

oksoniumioni

H3O+

55

typpihappo

HNO3

22

jodihappo HIO3 0,17

oksaalihappo (COOH)2 6,5.10-2

dikloorietikkahappo CHCl2COOH 3,3.10-2

rikkihapoke H2SO3 1,3.10-2

vetysulfaatti-ioni HSO4

_ 1,0.10-2

ortofosforihappo H3PO4 7,1.10-3

vetyfluoridi HF 6,8.10-4

typpihapoke HNO2 4,5.10-4

muurahaishappo HCOOH 1,6.10-4

bentsoehappo C6H5COOH 6,5.10-5

etikkahappo CH3COOH 1,8.10-5

hiilihappo H2CO3 4,3.10-7

aminoetikkahappo CH2(NH2)COOH 2,3.10-7

vetysulfidi H2S 1,0.10-7

vetysulfiitti-ioni HSO3

_ 6,3.10-8

divetyfosfaatti-ioni H2PO4

_ 6,2.10-8

ammoniumioni NH4+ 5,6.10-10

vetysyanidi HCN 4,0.10-10

fenoli C6H5OH 1,3.10-10

vetykarbonaatti-ioni HCO3

_ 4,7.10-11

vetysulfidi-ioni HS_ 1,0.10-12

vesi H2O 1,8.10-16

Emäsvakioita

Emäksen nimi Kaava Ka (25 oC)

mol/dm3 vahva

emäs hydroksidi-ioni OH_

55

fosfaatti-ioni PO43- 2,3.10-2

sulfidi-ioni S2- 1,0.10-2

dimetyyliamiini (CH3)2NH 5,2.10-4

metyyliamiini CH3NH2 4,4.10-4

karbonaatti-ioni CO32- 2,1.10-4

trimetyyliamiini (CH3)3N 5,5.10-5

syanidi-ioni CN_

2,5.10-5

ammoniakki NH3 1,8.10-5

monovetyfosfaatti-ioni

HPO42- 1,6.10-7

sulfiitti-ioni SO3

2-

1,6.10-7

vetysulfidi-ioni HS_

1,1.10-7

vetykarbonaatti-ioni HCO3

_ 2,3.10-8

pyridiini C5H5N

1,4.10-9

asetaatti-ioni CH3COO_

5,9.10-10

aniliini C6H5NH2 3,8.10-10

oksalaatti-ioni

C2O4

2-

2,0.10-10

nitriitti-ioni

NO2

_

2,2.10-11

fluoridi-ioni F_

1,5.10-11

divetyfosfaatti-ioni H2PO4

_

1,4.10-12

sulfaatti-ioni SO42_

1,0.10-12

vetysulfaatti-ioni

HSO3

_ 7,7.10-13

vesi H2O

1,8.10-16

nitraatti-ioni NO3

_ n. 5.10-16

vetysulfaatti-ioni HSO4

_ n. 10-17

kloridi-ioni Cl_

n. 10-21

bromidi-ioni Br_ n. 10-22

jodidi-ioni I_ n. 10-23

perkloraatti-ioni

ClO4

_ n. 10-24