KE8 Labrakurssi
Vety
Laita erlenmeyerpulloon magnesiumlastuja ja suolahappoa. Molempia tarvitaan aika vähän.
Johda erlenmeyerpullossa syntyvä vetykaasu letkulla veden alta koeputkeen
Kun koeputki on täynnä vetykaasua sytytä tulitikku ja käännä koeputki ympäri.
Kun olet valmis voit toistaa saman erlenmeyrpullossa jäljellä olevalla vetykaasulla.
Ionien tunnistaminen
https://blogs.helsinki.fi/epaorgaaninen-kvali/
Kokeile karbonaatti-ionin tunnistusta sekä karbonaattia sisältävällä liuoksella, että tislatulla vedellä.
Tee sama harjoittelu myös ammoniumionin tunnistamiseksi. Tarkoitus on oppia havaitsemaan ero näytteiden välillä.
Toimita opettajalle tislatulla vedellä huuhdotttu puhdas koeputki. Yliopiston materiaalista tehdään ne kokeet jotka auttavat erottamaan ja tunnistamaan mahdollisia käytettyjä ioneja.
Meillä tutkittavassa näytteessä on 3-6 ionia. Alkalisuolaliuosta ei tarvita muiden ionien tutkimiseen. Alkuperäisessä näytteessä ei ole saostumaa.
Käytettävät ionit ovat
anionit:
karbonaatti-ioni sulfaatti-ioni kloridi
Kationit:
Na Barium Ammonium
Kupari(II)oksidin valmistus
Uutto
Miten voit hyödyntää tietoa eri mausteiden poolisuudesta ja poolittomuudesta?
Yleisiä ohjeita uuttoon
1) Valitse uuttoon kaksi lähes toisiinsa liukenematonta nestettä (esim. eetteri/vesi). Seoksen eri komponentit jakautuvat liukoisuuksiensa perusteella jompaan kumpaan liuotinkerrokseen. Syntyy liukoisuuksien tasapainotila.
2) Valitse erotussuppilo nestemäärien mukaan. Erotussuppilon tulee olla tilavuudeltaan n. kaksi kertaa uutettavan liuoksen ja uuttoliuoksen yhteenlaskettu tilavuus.
3) Siirrä seos erotussuppiloon. Huuhtele astia pienellä määrällä käyttämääsi liuotinta.
4) Tarkista orgaanisen ja vesifaasien suhteelliset määrät. Tarvittaessa voit lisätä liuotinta tai sammutus- tai pesuliuosta.
5) Sulje erotussuppilo tulpalla.
6) Käännä suppilo ylösalaisin ja avaa hana varovasti. Erotussuppilosta saattaa tällöin vapautua kaasuja.
7) Vapauta kaasut avaamalla hana. Sulje hana, kun kaasut on vapautettu.
8) Käännä erotussuppilo oikein päin ja toista kohdat 6-7.
9) Kääntele erotussuppiloa useita kertoja, ja toista kohdat 6-7.
10) Aseta erotussuppilo statiivirenkaaseen, poista tulppa ja odota kunnes faasien rajapinta on kirkas.
Erotussuppilo jätetään seisomaan muutamaksi minuutiksi, jotta eri liuoskerrokset erottuisivat selvästi toisistaan. Joskus syntyy emulsio eli eri liuottimet eivät eroa selvästi toisistaan. Emulsio syntyy helposti varsinkin silloin, kun vesifaasi on emäksinen. Sen hajoamista voidaan nopeuttaa seuraavilla toimenpiteillä:
- kyllästetään vesifaasi NaCl:lla
- lisätään reaktioseoksessa olevaa liuotinta
- heilutetaan samalla pyörittäen (ei ravistelua)
- jätetään erotussuppilo seisomaan esim. yön yli
Kun liuosten rajapinta on selvästi havaittavissa, alempi kerros lasketaan johonkin astiaan. Koskaan ei pidä laskea luulemaansa vesikerrosta suoraan viemäriin. Jos on epävarma, kumpi on vesikerros, kannattaa asia varmistaa yksinkertaisella kokeella: tiputetaan muutama pisara jompaa kumpaa liuotinta erotussuppiloon ja katsotaan kumpaan faasiin pisarat asettuvat.
11) Ota molemmat kerrokset talteen. Valitse faaseista käsiteltävä faasi: tavallisesti peset orgaanista faasia vesiliuoksilla tai uutat vesifaasista tuotettasi orgaaniseen faasiin. Jos orgaaninen liuos on tiheämpi kuin vesiliuos, se on myös alempi faasi, jolloin joudut siirtämään sen Erlenmeyer-astian kautta takaisin erotussuppiloon.
Usein uutto halutaan toistaa parhaan puhtauden saavuttamiseksi.
Ravistelussa saattaa kehittyä ylipainetta. Ylipainetta syntyy erityisesti tilanteissa, joissa vapautuu kaasuja, esim. CO2, kun hapanta reaktioseosta pestään natriumkarbonaattiliuoksella. Ylipaineen estämiseksi ravistellaan ensin varovasti; erityisesti CO2:n kehitys vaatii, että paine saa laueta välillä. Vasta sen jälkeen, kun ylipainetta ei synny, käännellään nopeasti.
työselostus
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
reaktionopeuden määritys
Tapa 1. Paineen mittaus
Välineet:
Logger pro ja siihen kiinnitetty paineanturi (20 mittausta/s mittauksen kesto 1800s)
erlenmeyerpullo ja siihen kiinnitetty korkki ja letku
mittalasi
Työn suoritus:
1. Mittaa 10ml vetyperoksidia erlenmeyerpulloon.
2. Aloita logger pron mittaus. Toimi reippaasti seuraavissa vaiheissa.
3. Mittaa pasteurpipetillä 1 ml hiivakatalyyttiliuosta vetyperoksidiliuokseen
4. Sulje suuaukko korkilla
5. Sekoita pulloa noin 10 sekunttia.
6. Pidä korkkia käsillä suljettuna kun paine on yli 130 kPa, ja päästä paine purkautumaan kun se kasvaa yli 160 kPa:n
7. Tallenna tiedosto ja käsittele tuloksia seuraavalla tunnilla
Selvitä reaktionopeus reaktion nopeimmassa kohdassa, noin 15 minuutin kohdalla ja noin 25 minuutin kohdalla.
Tapa 2. Tilavuuden mittaus
Välineet:
erlenmeyerpullo, korkki ja letku
isoja mittalaseja
kamera
Työn suoritus:
1. Mittaa 10ml vetyperoksidia erlenmeyerpulloon.
2. Täytä mittalasit vedellä. Käännä ne ylösalaisin muovialtaaseen. Toimi reippaasti seuraavissa vaiheissa.
3. Käynnistä videomittaus
4. Mittaa pasteurpipetillä 1 ml hiivakatalyyttiliuosta vetyperoksidiliuokseen
5. sekoita erlenmeyerpulloa hieman
6. Sulje suuaukko korkilla ja ohjaa syntyvä kaasu mittalasiin, vaihda tarvittaessa täyttyvää mittalasia
Selvitä reaktionopeus reaktion nopeimmassa kohdassa, noin 15 minuutin kohdalla ja noin 25 minuutin kohdalla.
heikon hapon titraus
Titrausvälineistö
väkevää etikkahappoa
NaOH (1 mol/l)https://peda.net/id/51f71b88aea
Puskuriliuos pH 10
Ope tietokone
pH anturi.
Huuhdo byretti pienellä määrällä NaOH liuosta.
Kalibroi pH anturi puskuriliuoksella
Täytä byretti NaOH liuoksella
Mittaa dekantterilasiin 2ml väkevää etikkahappoa (mittapipetti)
Lisää dekantterilasiin 16 ml vettä
Titraa Ruokaetikkaa pikku hiljaa NaOH liuoksella. Sopiva nopeus vaihtelee hieman titrauksen aikana, mutta on välillä 1-12 tippaa per lisäys kerta. Ota ylös titraustilavuuksia ja pH arvoja.
Titrauksesta tehdään Loggerprolla kuvaaja jossa pisteet yhdistetään. Ota siis riittävä määrä pisteitä.
Kuvaile kuvaajan muotoa sanallisesti.
Tee uusi laskettu sarake, jossa määrität pH:n aika derivaatan. Määritä derivaatan suurin arvo. Tämä on titrauksen ekvivalenttipiste. Mikä on ekvivalenttipisteen pH?
Onko kuvaajan muoto ennen evivalenttipistettä erilainen kuin ekvivalenttipisteen pisteen jälkeen?
tislaus
Asetonin ja veden liuoksen tislaus
- Laita vedenkeitin täyteen kiehumaan
- Laita vesikierto päälle varovasti hanaa kääntäen. Miksi vesikierto jätetään päälle?
- Täytä kattila kiehuvalla vedellä ja laita se ylempänä olevan tislauskolvin alle
- sytytä kaasupoltin ja laita se vesihauteen alle
- Tarkkaile lämpömittareita ja säädä kaasupoltinta siten että toiseen tislauskolviin tippuu hiljalleen asetonia
Vastaa seuraaviin kysymyksiin
- Mitä tietoa tislauslaitteiston sisällä oleva lämpömittari antaa?
- Miksi tislauksessa käytetään toistakin lämpömittaria, yleensä tislauksessa käytetään öljyhaudetta? Ainakin kaksi erittäin tärkeää syytä
- Toisen lämpömittarin lukema liittyy kirjallisuusarvoon. Selvitä tämä kirjallisuusarvo ja vertaa niitä toisiinsa. Jos eroa on pohdi syitä eroon
- Havainnoi tisleen muodostumisnopeutta
Liukoisuustutkimus
Huom! lämpötila vaikuttaa sekä liukoisuuden nopeuteen että itse liukoisuuteen huomattavasti.
Työstä laaditaan työselostus, jonka tuloksissa lasketaan seuraavat asiat, ja johtopäätöksissä suoritetaan vertailua.
Laske natrium- ja kloridi-ioni konsentraatiot molemmissa tapauksissa.
Laske konsentraatioiden tulo molemmissa tapauksissa.
Vertaile tukimusten tuloksia keskenään. Mitä havaitset?
Yleisiä ohjeita kemian työseostuksiin. Vastaa näistä niihin jotka ovat työn kannalta mielekkäitä
Kemian työselostuksen ohjeet
Työn tarkoitus
• Kerro, mikä on tutkimuksen kohde ja mitä halutaan tutkia.
Välineet ja aineet
• Tee lista kaikista työhön tarvittävistä välineistä ja aineista.
• Muista esittää liuosten vahvuudet, aineiden määrät ja välineiden koko silloin kun se
on tarpeellista.
Työn suoritus
• Anna vaiheittaiset työohjeet. Mainitse välineet ja määrät sillä tarkkuudella kuin on
tarpeellista. Lukijan on ohjeiden perusteella kyettävä tekemään täsmälleen sama
laboratoriotutkimus kun sinäkin olet tehnyt.
Riskiarvio
• Kerro, mitä vaaratekijöitä työhön liittyy ja mitä varotoimia tulee tehdä.
Ennakko-oletus
• Kerro, mitä tuloksia luulit saavasi. Perustele luonnontieteellisellä tiedoillasi, miksi näin
luulit.
Tulokset
• Kerro, mitä havaitset tai mittaat työn eri vaiheissa.
• Esitä tulokset helposti luettavassa muodossa.
• Käytä taulukoita, kaavioita, jos se on mahdollista.
• Älä kirjoita tähän osioon omia ajatuksiasi tai johtopäätöksiäsi. Selitykset säästetään
seuraavaan osioon!
Johtopäätökset
• Pohdi onko ennakko-oletuksesi täyttynyt. Perustele.
• Selitä teorioiden avulla eri vaiheiden tapahtumat.
• Kerro, mitä reaktioita tutkimuksessa on tapahtunut.
• Käytä käsitteitä, selitä ilmiöt teorioiden avulla, kirjoita reaktioyhtälöitä.
• Pohdi, mitä käytännön sovellutuksia tutkimuksen tuloksilla on. Mihin vastaavia analyysi-
tai erotusmenetelmiä voidaan käyttää oikeassa elämässä?
• Pohdi myös, mitä luonnossa esiintyviin ilmiöihin työsi tuloksia voitaisiin verrata.
• Arvioi kuinka luotettavia tuloksenne on. Pohdi, mitä virhelähteitä tutkimuksessa voi olla
ja miten ne vaikuttavat tuloksiin.
• Muodosta virhelähteiden pohjalta parannusehdotuksia.
• Ehdota uusia tutkimuksia tekemäsi työn perusteella. Mitä muuta voitaisiin tutkia?
Voitaisiinko käyttää jotain toista tutkimusmenetelmää? Mitä olisi mielenkiintoista tietää
seuraavaksi?
Labraturvallisuus
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
Elefantin hammastahna.
Välineet:
10 ml vetyperoksidia (30 %)
elintarvikeväriä
nestemäistä astianpesuainetta
1 tl kaliumjodidia/ tuorehiivaa
jokin kapea ja korkea lasi
suojalasit, työtakki, hanskat
Työturvallisuus: vetyperoksidi on syövyttävää ja ärsyttävää.
Työn suoritus:
Laitetaan valittuun astiaan (kapea, korkea lasi paras) 10 ml vetyperoksidia ja se voidaan värjätä elintarvikevärillä. Lisätään mittalasiin pesuainetta ja hiivaa. Yritä pohtia miten reaktion saisi tapahtumaan paremmin. Yritä keksiä mikä reaktion tapahtumista rajoittaa.
Mitä reaktiossa tapahtuu?