Tehtävät

Kpl 5.1

5.1

a) Polymeerin pienin rakenneyksikkö

b) Jako perustuu reaktiotyyppiin, jolla polymeeriä valmistetaan tai joka syntyy elävässä solussa

c) Molekyyli, jolla on joko suhteellisen suuri molekyylimassa tai sellainen rakenne, joka sisältää paljon toistuvia rakenneyksiköitä, joilla on suhteellisen pieni molekyylimassa

d) Synteettisiä: muovit, synteettiset kumit ja tekokuidut - luonnon polymeerejä: hiilihydraatit, proteiinit ja nukleiinihapot

e) Eloperäisiä eli orgaanisia polymeereja. Tärkkelys, selluloosa, proteiinit, peptidit, DNA ja RNA ovat kaikki esimerkkejä biopolymeereista, jotka koostuvat monomeereista eli sokerista, aminohapoista ja nukleotideista.

5.2

Polyvinyylikloridi (PVC): Sadevaatteet

Polystyreeni (PS): Eristemateriaali

Kollageeni: Sidekudos

Polyeteenitereftalaatti (PET): Virvoitusjuomapullo

Polytetrafluorieteeni (teflon): Paistinpannu

Polyeteeni (PE): Leipäpussi

Tärkkelys: Peruna

Deoksiribonukleiinihappo(DNA): Tuma

Polyamidi: Ulkoiluvaate

Albumiini: Veri

Biopolymeerejä ovat kollageeni, tärkkelys, deoksiribonukleiinihappo ja alubumiini

5.3

1= Eteeni, alkeeni/tyydyttymätön hiilivety

2= Kloorieteeni; halogeenialkeeni

3= Fenyylieteeni (Vinyylibentseeni); aromaattinen, tyydymätön yhdiste

4= 1,1,2,2-Tetrafluorieteeni; halogeenialkeeni

5= 1,6-heksaanidihappo, kaksiarvoinen karboksyylihappo

6= 1,6-diaminoheksaani; kaksiarvoinen (Primäärinen) amiini

5.4

Kpl 4.3

Kpl 4.2

4.15

1. c,d

2. b,c

3. a

4. a,d

5.b,d

4.17

$Cu_2O=Kupari\left(I\right)-ionina$

$1s^22s^22p^63s^23p^63p^{10}$
$CuO=Kupari\left(II\right)-ionina$
$1s^22s^22p^63s^23p^63p^9$

4.18

4.19

$\begin{array}{l|l} Yhdiste&Kro\min\ hapetusluku&Yhdisteen\ nimi\\ \hline CrO_3&+VI&Kromi\left(VI\right)oksidi\\ \left(NH_4\right)_2CrO_4&+VI&Ammoniumkromaatti\\ Cr_2O_3&+III&Kromi\left(III\right)oksidi\\ Na_2CrO_4&+VI&Natriumkromaatti\\ Cr_2O_7^{2-}&+VI&Dikromaatti-ioni\\ Cr_2\left(SO_4\right)_3&+III&Kromi\left(III\right)sulfaatti\\ && \end{array}$

4.21

$\begin{array}{l|l} Kompleksi-ionin\ kaava&Kompleksi-ionin\ nimi&Keskusato\min\ nimi&Keskusato\min\ varaus&Ligandin\ nimi\\ \hline \left[Ag\left(NH_3\right)_2\right]^+&Diammiinihopeaioni&Hopea&1+&Ammoniakki\\ \left[Pt\left(Cl_6\right)\right]^{2-}&Heksakloroplatinaatti\left(IV\right)-ioni&Platina&4+&Kloridi-ioni\\ \left[Fe\left(SCN\right)\right]^{2+}&Tiosyanaattorauta\left(III\right)-ioni&Rauta&3+&Tioyanaatti-ioni\\ \left[Pb\left(OH\right)_4\right]^{2-}&Tetrahydroksiplumbaatti\left(II\right)-ioni&Lyijy&2+&Hydroksidi-ioni \end{array}$

4.23

a) $2SO_2\left(g\right)+O_2\left(g\right)\underrightarrow{\overleftarrow{V_2O_5\left(s\right)}}2SO_3\left(g\right)$

b) $CH_2CH_2\left(g\right)+H_2\left(g\right)\underrightarrow{Ni\left(s\right)}CH_3CH_3\left(g\right)$

c) $N_2\left(g\right)+3H_2\left(g\right)\underrightarrow{\overleftarrow{Fe\left(s\right)}}2NH_3\left(g\right)$

4.27
a)

b)
$m\left(MnO_4^-\right)\approx27mg$

$n\left(MnO_4^-\right)=\frac{0{,}0269g}{118{,}94\ \frac{g}{mol}}=2{,}26...10^{-4}mol=n\left(Mn\right)$

$m\left(Mn\right)=nM=2{,}26...\cdot10^{-4}\ mol\cdot54{,}94\ \frac{g}{mol}=0{,}0124g$

$m-\%\left(Mn\right)=\frac{0{,}0124\ g}{0.0269\ g}=4{,}97...\cdot10^{-3}=0{,}497\%\approx0{,}50\%$

Kpl 4.1

4.2
Na:
- Reagoi kiivasti veden kanssa
- Esiintyy merivedessä
- Pelkistetään sähkökemiallisesti
- Hyvin kevyttä
- Säätelee soulunesteiden ionitasapainoa
- Palaa keltaisella liekillä
- Hilarakenteessa kationeja ja elektroneja
Cu:
- Hilarakenteessa kationeja ja elektroneja
- Voidaan pelkistää kemiallisesti
- Käytetään sähköjohteena
- Jalometalli
- Eletroneja d-orbiaaleilla
- On elimistön hivenaine
- On messingin aineosa
- Reagoi ilman kaasujen kanssa muodostaen patinaa
- On siirtymämetalli
- Tiheys suurempi kuin vedellä

4.3
Malmin louhiminen
Malmin rikastus
Pasutus
Pelkistys raakametalliksi
Raakametallin puhdistus
Tuotteen valmistus

4.5
$KCl+MgCl+H_2O$

Oletetaan että on kilo karnaliittia

$m\left(KCl+MgCl+H_2O\right)=1\ kg=100\ g$

$m\left(K\right)=14{,}05\ g$
$m\left(Cl\right)=38{,}4\ g$
$m\left(Mg\right)=8{,}65\ g$
$m\left(H\right)=4{,}32\ g$
$m\left(O\right)=34{,}6\ g$

$M\left(K\right)=39{,}10\ \frac{g}{mol}$
$M\left(Cl\right)=35{,}45\ \frac{g}{mol}$
$M\left(Mg\right)=24{,}31\ \frac{g}{mol}$
$M\left(H\right)=1{,}008\ \frac{g}{mol}$
$M\left(O\right)=16{,}00\ \frac{g}{mol}$

$n\left(K\right)=\frac{m}{M}=0{,}35933...\approx0{,}3593\ mol$
$n\left(Cl\right)=\frac{m}{M}=1{,}08321...\approx1{,}0832\ mol$
$n\left(Mg\right)=\frac{m}{M}=0{,}35582...\approx0{,}3558\ mol$
$n\left(H\right)=\frac{m}{M}=4{,}28571...\approx4{,}2857\ mol$
$n\left(O\right)=\frac{m}{M}=2{,}1625\ mol$

Muodostetaan ainemäärien suhde jakamalla kaikki ainemäärät pienimmällä (magnesiumin) ainemäärällä:

$n(K):n(Cl):n(Mg):n(H):n(O)=1{,}01:3{,}04:1{,}00:12{,}0:6{,}08$

$1:3:1:12:6$
$KCl+MgCl_2+6H_2O$

4.6
4.8
4.9
4.11

Kpl 3.2

3.8

$m\left(AgNO_3+NaCl\right)=3{,}012g$

$m\left(AgCl\right)=2{,}466g$

$M\left(AgCl\right)=107{,}87\frac{g}{mol}+35{,}45\ \frac{g}{mol}=143{,}32\ \frac{g}{mol}$

$M\left(AgNO_3\right)=107{,}87\ \frac{g}{mol}+14{,}01\ \frac{g}{mol}+3\cdot16{,}00\ \frac{g}{mol}=169{,}88\ \frac{g}{mol}$

$n\left(AgCl\right)=\frac{m\left(AgCl\right)}{M\left(AgCl\right)}=\frac{2{,}466\ g}{143{,}32\ \frac{g}{mol}}=0{,}01720625...\approx0{,}0172063\ mol$

$Ag^+\left(aq\right)+Cl^-\left(aq\right)\rightarrow AgCl\left(s\right)$

Saostumisreaktion reaktioyhtälön perusteella

$n\left(Ag^+\right)=n\left(AgCl\right)$

$n\left(AgNO_3\right)=n\left(AgCl\right)$

$m\left(AgNO_3\right)=nM=0{,}0172063\ mol\cdot169{,}88\ \frac{g}{mol}=2{,}923006...\approx2{,}92301g$

$m-\%\left(AgNO_3\right)=\frac{2{,}92301\ g}{3{,}012\ g}=0{,}97045...\approx0{,}9705=97{,}05\%$

Näin ollen natriumnitraatin massaprosentti on

$m-\%\left(NaNO_3\right)=100\%-97{,}05\%=2{,}95\%$

3.10

$Na_2CO_3+2HCl\rightarrow2NaCl+CO_2+H_2O$

$m\left(Na_2CO_3+NaCl\right)=3{,}00g$

$V\left(CO_2\right)=315cm^3=315\cdot10^{-6}m^3$

$p=96{,}5\ kPa=96{,}5\cdot10^3\ Pa$

$R=8{,}31451\ \frac{Pa\cdot m^3}{mol\cdot K}$

$T\left(21{,}0+273{,}15\right)K=294{,}15K$

$M\left(Na_2CO_3\right)=105{,}99\ \frac{g}{mol}$

$pV=nRT\ \leftrightarrow\ n=\frac{pV}{RT}$
$n\left(CO_2\right)=\frac{96{,}5\cdot10^3\ Pa\cdot315\cdot10^{-6}m^3}{8{,}31451\ \frac{Pa\cdot m^3}{mol\cdot K}\cdot294{,}15K}=0{,}01242889...\approx0{,}0124289\ mol$

a)-kohdan reaktioyhtälön perusteella

$n\left(Na_2CO_3\right)=n\left(CO_2\right)=0{,}0124289\ mol$

$m\left(NaCO_3\right)=nM=0{,}0124289\ mol\cdot105{,}99\ \frac{g}{mol}=1{,}31733...\approx1{,}3173\ g$
$m-\%\left(NaCO_3\right)=\frac{1{,}3173\ g}{3{,}00\ g}=0{,}4391=43{,}91\%$

3.11

Titraus 1:

$EDTA^{4-}\ reagoi\ sekä\ Mg^{2+}{,}\ että\ Ca^{2+}ionien\ kanssa$

$n\left(EDTA^{4-}\right)=c\cdot V=0{,}0104\ \frac{mol}{l}\cdot0{,}0315\ l=3{,}276\cdot10^{-4}mol=n\left(Mg^{2+}\right)+n\left(Ca^{2+}\right)$

Titraus 2:

$EDTA^{4-}\ reagoi\ vain\ Mg^{2+}\ ionien\ kanssa\ \left(Ca^{2+}\ ionit\ on\ saostettu\ sulfatteina\right)$
$n\left(EDTA^{4-}\right)=c\cdot V=0{,}0104\ \frac{mol}{l}\cdot0{,}0187\ l=1{,}9448\cdot10^{-4}\ mol=n\left(Mg^{2+}\right)$

$c\left(Mg^{2+}\right)=\frac{1{,}9448\cdot10^{-4}\ mol}{0{,}010\ l}=1{,}9448\cdot10^{-3}\ mol\approx1{,}94\cdot10^{-3}\ mol$

$c\left(Ca^{2+}\right)=\frac{1{,}3312\cdot10^{-4}\ mol}{0{,}010\ l}=1{,}3312\cdot10^{-3}\ \frac{mol}{l}\approx1{,}33\cdot10^{-3}\ \frac{mol}{l}$

3.12

$2Al\left(s\right)+3H_2SO_4\left(aq\right)\rightarrow Al_2\left(SO_4\right)_3\left(aq\right)+3H_2\left(g\right)$

$Zn\left(s\right)+H_2SO_4\left(aq\right)\rightarrow ZnSO_4\left(aq\right)+H_2\left(g\right)$

$m\left(Zn+Al\right)=1{,}00g$

$m\left(H_2\right)=84{,}0\ mg=84{,}0\cdot10^{-3}g$

$M\left(H_2\right)=2{,}016\ \frac{g}{mol}$
$n\left(H_2\right)=\frac{m}{M}=\frac{84{,}0\cdot10^{-3}\ g}{2{,}016\ \frac{g}{mol}}=0{,}0416666..\approx0{,}041667\ mol$

$n\left(Zn\right)=n\left(H_2\right)=0{,}04167\ mol$

$\frac{n\left(H_2\right)}{n\left(Al\right)}=\frac{3}{2}$ , joten $n\left(H_{_2}\right)=\frac{3}{2}n\left(Al\right)$

$n\left(H_2\right)=n\left(Zn\right)+\frac{3}{2}n\left(Al\right)$

Oletetaan, että alumiinin maassa on x ja sinkin 1,00-x

$0{,}04167=\frac{3}{2}\cdot\frac{x\ g}{26{,}98\ \frac{g}{mol}}+\frac{\left(1{,}00-x\right)g}{65{,}38\ \frac{g}{mol}}=0{,}654437\ g\approx0{,}654\ g$

3.13

$Al(OH)_3+Mg\left(OH\right)_2$

$Al(OH)_3\left(aq\right)+3HCl\left(aq\right)\rightarrow AlCl_3\left(aq\right)+3H_2O\left(l\right)$

$Mg\left(OH\right)_2\left(aq\right)+2HCl\left(aq\right)\rightarrow MgCl_2\left(aq\right)+2H_2O\left(l\right)$

$V\left(HCl\right)=37{,}7\ ml=37{,}7\cdot10^{-3}l=37{,}7\cdot10^{-3}dm^3$

$c\left(HCl\right)=2{,}50\ \frac{mol}{dm^3}$

$m\left(Al(OH)_3+Mg\left(OH\right)_2\right)=2{,}50g$

$M\left(Al\left(OH\right)_4\right)=78{,}004\ \frac{g}{mol}$
$M\left(Mg\left(OH\right)_2\right)=58{,}326\ \frac{g}{mol}$

$n\left(HCl\right)=c\cdot V=2{,}50\ \frac{mol}{dm^3}\cdot37{,}7\cdot10^{-3}dm^3=0{,}09425\ mol$

$\frac{n\left(HCl\right)}{n\left(Al\left(OH\right)_3\right)}=\frac{3}{1}$ , joten $n\left(HCl\right)=3\cdot n\left(Al(OH)_3\right)$

$\frac{n\left(HCl\right)}{n\left(Mg\left(OH\right)_2\right)}=\frac{2}{1}$ , joten $n\left(HCl\right)=2\cdot n\left(Mg\left(OH\right)_2\right)$

$n\left(HCl\right)=3\cdot n\left(Al(OH)_3\right)+2\cdot n\left(Mg\left(OH\right)_2\right)$

Oletetaan, että Alumiinihydraatin massa on x ja magnesiumhydraatin 2,50-x $0{,}09425\ mol=3\cdot\left(\frac{x\ g}{78{,}004\ \frac{g}{mol}}\right)+2\cdot\left(\frac{\left(2{,}50-x\right)\ g}{58{,}326\ \frac{g}{mol}}\right)$
$m\left(Al(OH)_3\right)=x\approx2.04\ g$
$m\left(Mg\left(OH\right)_2\right)=2.5-x\approx0{,}455g$

Kpl 3.1

3.1

1 $4NH_3\left(g\right)+5O_2\left(g\right)\rightarrow4NO\left(g\right)+6H_2O\left(l\right)$
2 $2NO\left(g\right)+O_2\left(g\right)\rightarrow2NO_2\left(g\right)$
3 $3NO_2\left(g\right)+H_2O\left(l\right)\rightarrow2HNO_3\left(aq\right)+NO\left(g\right)$

Kerrotaan reaktio (2) 2:lla

$4NH_3\left(g\right)+5O_2\left(g\right)\rightarrow\underrightarrow{4NO\left(g\right)}+6H_2O\left(l\right)$

$\underrightarrow{4NO\left(g\right)}+2O_2\left(g\right)\rightarrow4NO_2\left(g\right)$

$4NH_3\left(g\right)+7O_2\left(5\right)\rightarrow6H_2O\left(l\right)+4NO_2\left(g\right)$

Kerrotaan reaktio (1+2) 3:lla ja (3) 4:lla

$12NH_3\left(g\right)+21O_2\left(g\right)\rightarrow18H_2O\left(l\right)+\underrightarrow{12NO_2\left(g\right)}$

$\underrightarrow{12NO_2\left(g\right)}+4H_2O\left(l\right)\rightarrow8HNO_3\left(aq\right)+4NO\left(g\right)$

$12NH_3\left(g\right)+21O_2+\underrightarrow{4H_2O\left(l\right)}\rightarrow\underrightarrow{18H_2O\left(l\right)}_{\left(-4H_2O\right)}+8HNO_3\left(aq\right)+4NO\left(g\right)$

$12NH_3\left(g\right)+21O_2\rightarrow14H_2O\left(l\right)+8HNO_3\left(aq\right)+4NO\left(g\right)$

$n\left(NH_3\right)=\frac{12}{8}=1{,}5\ mol$

3.2
3.3
3.4

Kpl 2.4

2.30
a)

Katodireaktio:

$Al^{3+}\left(aq\right)+3e^-\rightarrow Al\left(s\right)$

Anodireaktio:

$2I^-\left(aq\right)\rightarrow I_2\left(s\right)+2e^-$

Katodireaktio:

$Ni^{2+}\left(aq\right)+2e^-\rightarrow Ni\left(s\right)$

Anodireaktio:

$2Br^-\left(aq\right)\rightarrow Br_2\left(l\right)+2e^-$

Katodireaktio:

$Cu^{2+}\left(aq\right)+2e^-\rightarrow Cu\left(s\right)$
Anodireaktio:

$H_2O\left(l\right)\rightarrow O_2\left(g\right)+4H^+\left(aq\right)+4e^-$

2.31

1. Anodi, Positiivinen elektrodi, Hapettuminen

2. Katodi, Negatiivinen elektrodi, Pelkistyminen,

3. Kationien kulkusuunta

4. Tasavirtalähde

5. Anionien kulkusuunta

6. Elektrolyytti

2.32

$MgBr_2$ Magnesiumbromidi

Katodireaktio:

$Mg^{2+}\left(aq\right)+2e^-\rightarrow Mg\left(s\right)$

Anodireaktio:

$2Br^-\left(aq\right)\rightarrow Br_2\left(l\right)+2e^-$

$E_p=-2{,}37V$
$E_h=-1{,}07V$
$E_{kok}=-2{,}37V-1{,}07V=-3{,}44V<0$

Reaktio ei ole spontaani

Reaktio vaati 3,44V vähimmäisjännitettä.

2.35
$\begin{array}{l|l} Anodi&2H_2O\rightarrow O_2+4H^++4e^-{,}\ E_h=-1{,}23V&\\ \hline Katodi&2H_2O+2e^-\rightarrow2OH^-+H_2{,}\ E_p=-0{,}83V&\\ ----------------------&-------------------&----------------\\ Pb^{2+}\left(aq\right)+2e^-\rightarrow Pb\left(s\right){,}\ E_p=-0{,}13V&Na^+\left(aq\right)+e^-\rightarrow Na\left(s\right){,}\ E_p=-2{,}01V&K^+\left(aq\right)+e^-\rightarrow K\left(s\right){,}\ E_p=-2{,}93V\\ NO_3^-\ ei\ reaktiota&SO_4^{2-}{,}\ E_h=-2{,}01V&2I\left(s\right)\rightarrow I_2+2e^-{,}\ E_h=-0{,}54V\\ Katodi:\ Lyijy&Katodi:\ Vety&Katodi:\ Vety\\ Anodi:\ Happi&Anodi:\ Happi&Anodi:\ Jodi\\ A&B&B \end{array}$

2.39

$It=nzF\leftrightarrow t=\frac{nzF}{I}$

$Ag\left(s\right)\rightarrow Ag^+\left(aq\right)+e^-$

$t=\frac{5\ mol\cdot1\cdot96485\ \frac{As}{mol}}{10{,}0\ A}=48242{,}5\ s=804{,}041...\ \min=13{,}4006...\ h\approx13h$

$Au^{3+}+3e^-\rightarrow Au\left(aq\right)$

$n\left(Au\right)=\frac{N}{N_A}=\frac{6{,}0\cdot10^6}{6{,}0221415\cdot10^{23}\ \frac{1}{mol}}=9{,}963...\cdot10^{-18}mol$

$t=\frac{9{,}963...\cdot10^{-18}mol\cdot3\cdot96485\ \frac{As}{mol}}{10{,}0\ A}=8{,}01\cdot10^{-17}h$

$n\left(Al\right)=\frac{m_{Al}}{M_{Al}}=\frac{1000\ g}{26{,}98\ \frac{g}{mol}}=37{,}06449222\ mol$

$Al\left(s\right)\rightarrow Al^{3+}\left(aq\right)+3e^-$

$t=\frac{37{,}06449222\ mol\cdot3\cdot96385\ \frac{As}{mol}}{10{,}0\ A}\approx3{,}0\cdot10^2h$

2.40
a)

$\begin{array}{l|l} Anodi&2H_2O\rightarrow O_2+4H^++4e^-{,}\ E_h=-1{,}23V&\\ \hline Katodi&2H_2O+2e^-\rightarrow2OH^-+H_2{,}\ E_p=-0{,}83V&\\ ----------------------&-------------------&----------------\\ &Ag^+\left(aq\right)+e^-\rightarrow Ag\left(s\right){,}\ E_p=0{,}80V&\\ &NO^-\ ei\ reaktiota&\\ &Katodi:\ Ag&\\ &Anodi:\ Happi& \end{array}$

$It=nzF$
$I=Käytetty\ virta\ \left(A\right)$
$t=aika\left(s\right)$
$n=Hapettuvan\ tai\ pelkistyvän\ aineen\ ainemäärä\ \left(mol\right)$
$z=Elektronien\ määrä\ puolireaktiossa$
$F=Faradayn\ vakio\ 96485\ \frac{As}{mol}$

$n\left(Ag\right)=\frac{m}{M}=\frac{6{,}2\ g}{107{,}87\ \frac{g}{mol}}=0{,}057476...\approx0{,}05748\ mol$

$I=\frac{nzF}{t}=\frac{0{,}05748\ mol\cdot1\cdot96385\ \frac{As}{mol}}{1800\ s}=3{,}077...\approx3{,}1A$

$n\left(O_2\right)=\frac{It}{zF}=\frac{3{,}077A\cdot1800s}{4\cdot96485\ \frac{As}{mol}}=0{,}0143509...mol$

$V\left(O_2\right)=n\cdot Vm=0{,}143509...mol\cdot22{,}41\ \frac{l}{mol}=0{,}321604...\approx0{,}32l$

$Au^{3+}\left(aq\right)+3e^-\rightarrow Au\left(s\right)$

$n\left(Au\right)=\frac{It}{zF}=\frac{3{,}077A\cdot1800s}{3\cdot96485\ \frac{As}{mol}}=0{,}0191345...mol$

$m=nM=0{,}0191345...mol\cdot196{,}97\ \frac{g}{mol}=3{,}7689...\approx3{,}8g$

2.41
2.42
2.43

Kpl 2.3

2.19
a) Oikein
b) Väärin
c) Väärin
d) Oikein
e) Oikein
f) Väärin
g) Oikein
h) Oikei
i) Oikein

2.20
$\begin{array}{l|l} Elektrodit\ ja\ elektrolyyttiliuoksen\ kationit&Negatiivinen\ kohtio&Positiivinen\ kohtio&Anodireaktio&Katodireaktio&Kokonaisreaktio&Lähdejännite\left(E_h+E_p\right)\\ \hline \frac{Mg\left(s\right)}{Mg^{2+}\left(aq\right)}\ ja\ \frac{Al\left(s\right)}{Al^{3+}\left(aq\right)}&\frac{Mg\left(s\right)}{Mg^{2+}\left(aq\right)}&\frac{Al\left(s\right)}{Al^{3+}\left(aq\right)}&Mg\left(s\right)\rightarrow Mg^{2+}\left(aq\right)+e^{2-}&Al^{3+}\left(aq\right)+e^{3-}\rightarrow Al\left(s\right)&3Mg\left(s\right)+2Al^{3+}\left(aq\right)\rightarrow3Mg^{2+}+2Al\left(s\right)&+2{,}37-1{,}66=0{,}71V\\ \frac{Pt\left(s\right)}{Pt^{2+}\left(aq\right)}\ ja\ \frac{Sn\left(s\right)}{Sn^{2+}\left(aq\right)}&\frac{Sn\left(s\right)}{Sn^{2+}\left(aq\right)}&\frac{Pt\left(s\right)}{Pt^{2+}\left(aq\right)}&Sn\left(s\right)\rightarrow Sn^{2+}\left(aq\right)+e^{2-}&Pt^{2+}\left(aq\right)+e^{2-}\rightarrow Pt\left(s\right)&Sn\left(s\right)+Pt^{2+}\left(aq\right)\rightarrow Sn^{2+}\left(aq\right)+Pt\left(s\right)&0{,}14+1{,}18=1{,}32V \end{array}$

2.21

1. Negatiivinen kohtio, Anodi, Hapettuminen

2. $Zn^{2+}\left(aq\right)$

3. $Ag^+\left(aq\right)$

4. Suolasilta

5. Jännitemittari

6. Positiivinen kohtio, Katodi, Pelkistyminen

2.22

$-Zn\left(s\right)\mid Zn^{2+}\left(aq\right)\mid\mid Ag^+\left(aq\right)\mid Ag\left(s\right)+$

$Zn\left(s\right)+2Ag^+\left(aq\right)\rightarrow Zn^{2+}\left(aq\right)+Ag\left(s\right)$
$0{,}76+0{,}80=1{,}56V$

2.23
a) Kupari, koska se on nikkeliä jalompi
b) Nikkelistä kupariin
c)

$Ni\left(s\right)\rightarrow Ni^{2+}\left(aq\right)+2e^-$

$Cu^{2+}\left(aq\right)+2e^-\rightarrow Cu\left(s\right)$
d) Suolasilta

2.24
a)

$Zn\left(s\right)+HgO\left(s\right)\rightarrow Hg\left(l\right)+ZnO\left(s\right)$

$1{,}35V-0{,}10V=1{,}25V$

Kpl 2.2

2.12

$Li$

b)
$Cu^{2+}$

c)
$Co$

d)
$Ba$

e)
$Fe$

$Au^{3+}$

2.13
b) ja c)

0 +I +II 0

$Ni\left(s\right)+2Ag^+\left(aq\right)\rightarrow Ni^{2+}\left(s\right)+2Ag\left(aq\right)$

0 +III +I 0

$3Ag\left(s\right)+Au^{3+}\left(aq\right)\rightarrow3Ag^+\left(s\right)+Au\left(aq\right)$

2.14
a) Tapahtuu

0 +III+IV-II +II+VI-II 0

$Fe\left(s\right)+CuSO_4^{2+}\left(aq\right)\rightarrow FeSO_4\left(aq\right)+Cu\left(s\right)$

b) Ei tapahtu
c) Tapahtuu

0 +I-I +IV-I +I

$Sn\left(s\right)+4HCl\left(aq\right)\rightarrow SnCl_4\left(aq\right)+2H_2\left(g\right)$

Kpl 2.1

2.1
$\begin{array}{l|l} Yhdiste&Kloorin\ hapetusluku\\ \hline Cl^-&-I\\ Cl_2&0\\ NaClO_2&+III\\ NH_4Cl&-I\\ ClO_4^-&+VII\\ PCl_3&-I\\ CH_3CH_2Cl&-I \end{array}$

2.2
$\begin{array}{l|l} Aine&Hapetusluku\\ \hline CH_4&-IV\\ HPO_4^{2-}&+V\\ MnO_2&+IV\\ NaHCO_3&+IV\\ NaIO_3&+V\\ H_2O_2&-I\\ N_2O_5&+V\\ Ca_3\left(PO_4\right)_2&+V\\ CH_3CH_2OH& \end{array}$

2.3
a) Hapettuminen. Orgaanisen yhdisteen hapettaessa hapen määrä kasvaa.
b) Hapettuminen. Alkuaine hapettuu, kun sen haptusluku kasvaa.
c) Pelkistyminen. Alkuaine pelkistyy, kun se vastaanottaa elektroneja.

2.4
Kalsium hapettuu reaktiossa b ja d. Molemmissa reaktiossa kalsiumin haptusluku kasvaa (0->+II)

2.5
a)
Cu +II
O -IV
S -II
+
K +I
I -1

Cu +I
I -I
K +I
S +VI
O +II
I 0
Jodi Hapettuu
Kupari pelkistyy
b)
N -III
H +I
+
Cl 0

N -III
Cl +I
+
H +I
Cl -I
Typpi hapettuu
Kloori pelkistyy

c)
I 0
S +IV
O -II
+
H +I
O -II

H +I
I -I
H +I
S +VI
O -I
Rikki hapettuu
Jodi pelkistyy
d)
Mn +IV
O -II
+
H +I
Cl -I

Mn +II
Cl -I
Cl 0
H -I
O -Ii
Kloori hapettuu
Mangaani pelkistyy
e)
Fe +II
+
Mn +VII
O -II
+
H +I

Fe +III
Mn +II
H+I
O-II
Rauta hapettuu
Mangaani pelkistyy

2.6

+II-II +II-II 0 +IV-II

$PbO\left(s\right)+CO\left(g\right)\rightarrow Pb\left(s\right)+CO_2\left(g\right)$

Hiili hapettuu +II→+IV

Lyijy pelkistyy +II→0

+II +III +IV +II

$Sn^{2+}\left(aq\right)+2Fe^{3+}\left(aq\right)\rightarrow Sn^{4+}\left(aq\right)+2Fe^{2+}\left(aq\right)$

Tina hapettuu +II→+IV

Rauta pelkistyy +III→+II

0 +V-II +I +II +IV-II +I-II

$Cu\left(s\right)+2NO_3^-\left(aq\right)+4H^+\left(aq\right)\rightarrow Cu^{2+}+2NO_2\left(g\right)+2H_2O\left(l\right)$

Kupari hapettuu 0→+II

Typpi pelkistyy +V→+IV

+VI-II +IV-II +I +III +VI-II +I-II

$Cr_2O_7^{2-}\left(aq\right)+3SO_3^{2-}\left(aq\right)+8H^+\left(aq\right)\rightarrow2Cr^{3+}+3SO_4^{2-}\left(aq\right)+4H_2O\left(l\right)$

Rikki hapettuu +IV→+VI

Kromi pelkistyy +VI→+III

2.7

+II +VII-II +I +III +II +I-II

$5Fe^{2+}+MnO_4^-\left(aq\right)+8H^+\left(aq\right)\rightarrow5Fe^{3+}\left(aq\right)+Mn^{2+}\left(aq\right)+4H_2O\left(l\right)$

Rauta hapettuu +II→+III

Mangaani pelkistyy +VII+II

b)
hapanta vesi liuosta.
c)

$C\left(KMnO_4\right)=0{,}0200\ \frac{mol}{dm^3}$

$V\left(KMnO_4\right)=8{,}20ml=0{,}0820dm^3$
$M\left(Fe^{2+}\right)=\frac{55{,}85g}{mol}$
$m\left(Fe^{2+}\right)=?$
$n\left(MnO_4\right)=n\left(KMnO_4\right)=c\left(KMnO_4\right)\cdot V\left(KMnO_4\right)$

$=0{,}0200\ \frac{mol}{dm^3}\cdot0{,}0820\ dm^3=1{,}6400\cdot10^{-3}mol$

Tasapainotetun reaktioyhtälön perusteella

$n\left(Fe^{2+}\right)=5\cdot n\left(MnO_4\right)=5\cdot1{,}6400\cdot10^{-3}=8{,}2000\cdot10^{-3}mol$

$m\left(Fe^{2+}\right)=n\left(Fe^{2+}\right)\cdot M\left(Fe^{2+}\right)=8{,}2000\cdot10^{-3}\cdot55{,}85\ \frac{g}{mol}=0{,}45797g\approx458mg$

2.9

0 +I+V-II +I+V-II +I-II +II-II

$3Ag\left(s\right)+4HNO_3\left(aq\right)\rightarrow3AgNO_3\left(aq\right)+2H_2O\left(l\right)+NO\left(g\right)$

Hopea hapettuu 0→+I

Typpi pelkistyy +V→+II

$m\left(Ag\right)=129mg=0{,}120g$

$M\left(Ag\right)=107{,}87\ \frac{g}{mol}$
$V_m=22{,}41\ \frac{dm^3}{mol}$
$V\left(NO\right)=?$
$n\left(Ag\right)=\frac{m\left(Ag\right)}{M\left(Ag\right)}=\frac{0{,}120g}{107{,}87\ \frac{g}{mol}}=1{,}1125\cdot10^{-3}mol$

Tasapainotetun reaktioyhtälön perusteella

$\frac{n\left(NO\right)}{n\left(Ag\right)}=\frac{1}{3}\Rightarrow n\left(NO\right)=\frac{1}{3}\cdot n\left(Ag\right)=\frac{1}{3}\cdot1{,}1125\cdot10^{-3}mol=3{,}7083\cdot10^{-4}mol$
$V\left(NO\right)=n\left(NO\right)\cdot Vm=3{,}7083\cdot10^{-4}mol\cdot22{,}41dm^3=8{,}3103\cdot10^{-3}dm^3\approx8{,}31ml$

2.11

Kpl 1.3

1.11
a)

1.12
a)
Li
b)
At
c)
Cs
d)
Be
e)
Cl

1.13
a) Alumiini ja natrium kuuluvat samaan jaksoon (jakso 3) eli molempien atomien uloimmat elektonit ovat samalla kuorella (keskimäärin yhtä etäällä ytimestä). Alumiiniatomin ytimessä on enemmän protoneja, jotka vetävät ulkoelektroneja puoleensa voimakkaammin, minkä seurauksena atomin koko pienenee.
b) Jodiatomissa on enemmän elektroneja, jotka asettuvat viidelle elektronikuorelle (jakson 5 alkuaine). Klooriatomin elektronit ovat kolmella kuorella (jakson 3 alkuaine), joten klooriatomi on pienempi.

1.14
Magnesiumatomin elektronirakenne on $1s^22s^22p^63s^2$ . Uloimmalla kuorella eli kauimpana ytimestä on kaksi elektronia $\left(3s^2\right)$ . Näiden irrotamiseen tarvitaan vähemmän energiaa kuin kolmannen elektronin irrottamiseen. Kolmas elektroni tulisi irrottaa $Mg^{2+}$ -ionista, jolla on pysyvä , neonin oktettirakenetta vastaava ulkoelektronirakenne $2s^22p^6$ .

$Mg\left(g\right)\rightarrow Mg^+\left(g\right)+e^-$

$Mg^+\left(g\right)\rightarrow Mg^{2+}\left(g\right)+e^-$

$Mg^{2+}\left(g\right)\rightarrow Mg^{3+}\left(g\right)+e^-$

1.15

$Cl^-$ , koska tässä tapauksessa kloori-atomi vastaan ottaa yhden elektronin, ja sen seurauksena atomi suurenee

$Si$ , koska kloori ytimessä on enemmän protoneja, jotka vetävät ulkoelektroneja puoleensa voimakkaammin, minkä seurauksena atomin koko pienenee.

$Na$ , koska $Na^+$ muodostuu vain silloin, kun Na luovuttaa yhden elektronin, mikä vaikuttaa atomin kokoon.

$K$ , koska kaliumilla on yksinkertaisesti enemmän eletronikuoria kuin natriumilla.

1.16
a)
736
b)
1450
c)
494
d)
4560

V: d), koska kun natriumilla on 11 ulko elekrtonia, 2 sisäkuorella, 8 toisella kuorella ja 1 uloimmalla kuorella. Kun siitä halutaan 2 elektronia, toisen kuoren oktetin rikkomiseen tarvitaan enemmän energia.

1.17
Alumiini Al: 13/2-8-1 -44kJ/mol
Fosfori P: 15/2-8-3 -74kJ/mol
Rikki S: 16/2-8-6 -200 kJ/mol
Kloori Cl: 17/2-8-7 -349 kJ/mol
Alukuaineet kuuluvat samaan jaksoon, joten epämetalliluonne kasvaa jaksossa oikealle mentäessä. Elektroniaffiniteettiarvo on sitä suurempi (energiaa vapautuu enemmän), mitä epämetallisempi alkuaine on eli mitä helpommin negatiivinen ioni muodostuu.

1.18
a)
X:llä 7
Y:llä 3
b)
X: 17. ryhmä
Y: 13. ryhmä
c)
Y hapettuu
X pelkistyy
d)
YX_3-
e)
$\log_{10}X=3{,}2$
$X=10^{^{3{,}2}}=1584{,}89...\approx1600\frac{kJ}{mol}$

$\log_{10}Y=3{,}9$

$Y=10^{3{,}9}=7943{,}2...\approx7900\ \frac{kJ}{mol}$

Kpl 1.1-1.2

1.1
$\begin{array}{l|l} Elektronirakenne&Ulkoelektronien\ lukumäärä&Jakso&Ryhmä&Lohko&Kemiallinen\ merkki&Metalli&Epämetalli&Puoli-metalli\\ \hline 1s^22s^22p^63s^23p^2&4&3&4.\ pääryhmä&p&Si&&&x\\ 1s^22s^22p^63s^23p^64s^23d^5&2&4&7&d&Mn&x&&\\ 1s^22s^22p^63s^23p^64s^23d^{10}4p^3&5&4&15&p&As&&&x\\ 1s^22s^22p^23s^23p^24s^23d^{10}4p^65s^24d^{10}5p^5&7&5&17&p&I&&x&\\ 1s^22s^22p^63s^23p^24s^23d^1&2&4&3&d&Sc&x&& \end{array}$

1.2
a) 2
b) Sn
c) 17
d) p
e) 3
f) +II
g) Tc
h) Ge

1.3
a) jakso 5 ryhmä 16
b) jakso 4 ryhmä 7, Mn
c) jakso 5 ryhmä 11, Ag
d) jakso 3 ryhmä 15, P
e) Jakso 6 ryhmä 2, Ba

1.4
a) Titaani
b) Cr
c) S
d) Sr
e) P

1.5
a)

1.6
Elektronegatiivisuus kuvaa kemiallisesti sitoutuneen atomin kykyä vetää puoleensa sidoselektroneja. Jalokaasujen pysyvän ulkoelektronirakenteen vuoksi ne muodostavat hyvin vaikeasti yhdisteitä.

1.8

$\begin{array}{l|l} Sidoksen\ muodostavat\ alkuaineet&\Delta\chi&Sidoksen\ ioniluonne\left(\%\right)&Ioniyhdiste&Molekyyliyhdiste\\ \hline K\ ja\ F&3{,}2&92\%&x&\\ Al\ ja\ O&2{,}0&63\%&x&\\ S\ ja\ O&1{,}0&22\%&&x\\ N\ ja\ Cl&0&0\%&&x \end{array}$