LUKU 7

1. Yleistä

Tee seuraavat tehtävät ja palauta teoriatehtävät HAPETTUMINEN JA PELKISTYMINEN -palautuskansioon.

7. Hapot, emäkset, hapettuminen ja pelkistyminen -tehtäviä

Lähde: TAMMI (Ojala – Meriläinen – Kaila – Salo – Andersson) Dipoli I Lukion kemia Kokeellinen luonnontiede s. 101 - 108,  Fysiikan ja kemian fuusio Tekniikka ja liikenne s. 243 - 250, ja erilaiset kemian oppikirjat

Johdanto: Näissä tehtävissä tutustutaan happoihin, emäksiin, hapettumiseen ja pelkistymiseen. Arviointiosassa on oikein/väärin väitteitä sekä Hot Potatoes -tehtäviä, joiden avulla voi kerrata opittuja asioita.

HAPOT JA EMÄKSET

TEHTÄVÄ 1: Happo-emäs -titrauksessa oppitunneilla selvitetään suolahapon konsentraatio eli pitoisuus natriumhydroksidin avulla. NaOH-liuosta tiputetaan pyretistä HCl-näytteen joukkoon. Indikaattori näytteen joukossa esim. bromtymolinsininen tai fenoliftaleiini osoittaa värinmuutoksella kohdan, jossa happo ja emäs ovat neutraloituneet. Titraus toistetaan useaan kertaan, jotta saadaan tarkka arvo. Mikäli et ole ollut tunneilla mukana tekemässä titrausta etsi vastauksia tehtäviin Internetistä tai oppikirjastasi.

Tapahtuu seuraava reaktio:

HCl + NaOH -> NaCl + H₂0

a)     mitä tarkoitetaan neutraloinnilla?

b)     mitä syntyy kun happo ja emäs yhdistetään neutralointireaktiossa?

c)     missä titrausta käytetään arkielämässä?

d)     minkä väriseksi muuttuu edellisessä työssä HCl –näyte ekvivalenssikohdassa eli kohdassa, jossa värinmuutos tapahtuu? ( Huom! Indikaattorin aiheuttama värinmuutos voidaan hakea esim. Internetistä ellet ole ollut mukana tekemässä työtä.)

TEHTÄVÄ 2: Tutustutaan happoihin muutaman kysymyksen avulla. Etsi niihin vastauksia Internetistä tai kemian oppikirjoista.

a)     kerro happojen tyypillisiä ominaisuuksia.

b)     Kerro muutama esimerkki orgaanisen kemian ja epäorgaanisen kemian hapoista?

c)     mitä tarkoittaa ns. vahva happo ja mikä on sen pH?

d)     mitä tarkoittaa ns. heikko happo ja mikä on sen pH?

e)     kerro esimerkki molemmista sekä heikosta että vahvasta haposta sekä missä niitä käytetään.

f)       mitä happoa sisältää limonadi?

g)     kerro etikkahapon syntymekanismi.

TEHTÄVÄ 3: pH esiintyi jo edellisessä tehtävässä. Vastaa siihen liittyviin kysymyksiin tässä tehtävässä:

a)     mitä H₃0⁺- ionit ovat ja mitä vaikutusta niillä on liuoksen happamuuteen? Kerro jokin esimerkki.

b)     mitä OH^- -ionit ovat ja mitä vaikutusta niillä on liuoksen happamuuteen? Kerro jokin esimerkki.

c)     mitä pH ilmoittaa liuoksesta?

d)     milloin aine on hapan, emäksinen tai neutraali?

e)     mitä ovat ns. puskuriliuokset, esim. ihmisen veri on yksi esimerkki tällaisesta? Mitä merkitystä puskuriliuoksilla on?

TEHTÄVÄ 4: Tutustutaan emäksiin muutaman kysymyksen avulla. Etsi niihin vastauksia Internetistä tai kemian oppikirjoista.

a)     kerro emästen tyypillisiä ominaisuuksia.

b)     Kerro muutama emäksistä?

c)     mitä tarkoittaa ns. vahva emäs ja mikä on sen pH?

d)     mitä tarkoittaa ns. heikko emäs ja mikä on sen pH?

e)     kerro esimerkki molemmista sekä heikosta että vahvasta emäksestä sekä missä niitä käytetään.

TEHTÄVÄ 5: Etsi Internetistä ja kemian oppikirjoista kaikille pH-luvuille esimerkit eli pH välillä 0 – 14. Kirjoita ne tähän esim. pH 6 voisi olla tuore maito jne.

HAPETTUMINEN - PELKISTYMINEN

TEHTÄVÄ 6: Toisen aineen luovuttaessa elektroneja (hapettuessa), vastaanottaa toinen aine elektoneja (pelkistyy).

a)     mitä voit sanoa ajallisesti hapettumisesta ja pelkistymisestä, tapahtuvatko ne samaan vai eri aikaan?

b)     kerro esimerkkejä hapettumis – pelkistysreaktioista sekä kemiallisina kaavoina että missä tällaisia reaktioita käytetään hyödyksi.

c)     kumpi reaktioissa on hapetin, elektroneja luovuttava tai elektroneja vastaanottava aine.

d)     kumpi reaktioissa on pelkistin, elektroneja luovuttava tai elektroneja vastaanottava aine.

TEHTÄVÄ 7: Alkuaineilla on sähkökemiallinen jännitesarja. Etsi se oppikirjastasi tai Internetistä. Luettele jännitesarjan perusteella ne alkuaineet, jotka

a)     vapauttavat vetykaasua liuetessaan happoihin

b)     vapauttavat hapon kanssa reagoidessaan jotain muuta kaasua kuin vety tai reaktiota hapon kanssa ei tapahdu ollenkaan.

c)     sähkökemiallisessa jännitesarjassa esiintyy myös alkuaine vety. Onko vety metalli/epämetalli vai jotain muuta?

d)     kerro esimerkki, miten joku alkuaine pelkistää toisen alkuaineen sähkökemiallisen jännitesarjan perusteella.

e)     kerro esimerkki, miten joku alkuaine hapettaa toisen alkuaineen sähkökemiallisen jännitesarjan perusteella.

TEHTÄVÄ 8: Elektrolyysi koostuu anodista, katodista, kationeista, anioneista, elektroneista, elektrodeista, elektrolyyttiliuoksesta jossa reaktio tapahtuu sähkövirran avulla.

a)     Kerro mitä elektrolyysissä tapahtuu?

b)     Mikä on positiivinen elektrodi nimeltään?

c)     Mikä on negatiivinen elektrodi nimeltään?

d)     Mitkä ovat elektrolyysissä olevien positiivisten ionien nimet?

e)     Mitkä ovat elektrolyysissä olevien negatiivisten ionien nimet?

f)       Missä käytännön tilanteissa elektrolyysiä käytetään? Mainitse muutama tilanne.

g)     Mitä elektrolyysissä tarkoittaa sisäinen ja ulkoinen virtapiiri?

TEHTÄVÄ 9: Akun erottaa normaalista paristosta siitä, että se on ladattavissa uudelleen sähkövirran avulla. Selitä lyhyesti auton akun toimintaperiaate.

 Kuva 1. Kertakäyttöinen paristo

 Kuva 2. Uudelleen ladattava akku

TEHTÄVÄ 10: Hidasta palamista eli korroosiota pyritään estämään eri keinoilla.

a)     mainitse niistä muutamia.

b)     jos alumiini joutuu kosketuksiin ilman hapen kanssa, mitä tapahtuu?

c)     mitä tarkoitetaan sähkökemiallisella parilla?

d)     mikä on ns. uhrimetalli

TEHTÄVÄ 11: Kerro auton akussa tapahtuvista kemiallisista reaktioista silloin, kun akkua ladataan.

TEHTÄVÄ 12: Mainitse alkuaineita, jotka

a)     hapettuvat helposti

b)     pelkistyvät helposti