Matematisering af redoxprocessers afstemning 1



Relaterede dokumenter
Test din viden E-forløb

Anvendelse af lineære ligningssystemer

reduktion oxidation Reduktion optagelse af elektroner Oxidation afgivelse af elektroner

Definition af base (Brøndsted): En base er et molekyle eller en jon, der kan optage en hydron. En hydron er en H +

OPGAVER OM DANNELSE AF IONER. OPGAVE 3.1.A a. For hvert af grundstofferne herunder, skal du angive fordelingen af elektroner i hver skal.

Vejledning til Photofiltre nr. 117 Side 1

Med forbehold for censors kommentarer. Eksamensspørgsmål Kemi C, 2014, Kec223 (NB).

Vejledning til Photofiltre nr.172 Side 1 Lave et postkort som foldes sammen til A6 størrelse

2. del. Reaktionskinetik

Vejledning til at lave almindelige bordkort i Draw Side 1

Ligninger med Mathcad

Lineære ligningssystemer

Optimale konstruktioner - når naturen former. Opgaver. Opgaver og links, der knytter sig til artiklen om topologioptimering

maj 2017 Kemi C 326

1. Jern og redoxreaktioner Øvelse: Rustbeskyttelse (se bilag)

10. juni 2016 Kemi C 325

qwertyuiopåasdfghjklæøzxcvbnmqw ertyuiopåasdfghjklæøzxcvbnmqwert yuiopåasdfghjklæøzxcvbnmqwertyui Polynomier opåasdfghjklæøzxcvbnmqwertyuiopå

Eksamensspørgsmål 2c ke, juni Fag: Kemi C-niveau. Censor: Andreas Andersen, Skanderborg Gymnasium

Angiv alle C- og H-atomer i whiskyacton Jeg skal i denne opgave alle C- og H-atomer i whiskyacton. Dette gøre jeg ved hjælp af chemsketch.

Koblede differentialligninger.

Kommentarer til matematik B-projektet 2015

3HCl + Al AlCl3 + 3H

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser

Indledning Formål... s. 3. Apperaturer... s. 3. Fremgangsmåde... s. 3. Forberedelse før observationer... s. 4. Nyttig viden om fotosyntesen... s.

Eksamensspørgsmål Kemi C, 2015, Kec124 (NB).

Torben Rosenørn. Aalborg Universitet. Campus Esbjerg

Test din viden F-forløb

Kom i gang-opgaver til differentialregning

Brugervejledning. - til generering af nøgler til SFTP-løsningen vedrørende datakommunikation

Differentialkvotient bare en slags hældning

Undervisningsbeskrivelse

Evaluering af kompetencer

Matematisk argumentation

Atomer er betegnelsen for de kemisk mindste dele af grundstofferne.

Opret og godkend betalinger i mapper

Formler, ligninger, funktioner og grafer

Eksamensspørgsmål til kecu eksamen tirsdag d. 3. juni og onsdag d. 4. juni 2014

Mundtlige eksamensopgaver

Eksamensspørgsmål Kemi C, 2016, Kec225 (KSD).

Excel-4: Diagrammer og udskrift

VELKOMMEN TIL PHOTO STORY FOR WINDOWS

Exoterme og endoterme reaktioner (termometri)

AFSLUTTENDE OPGAVE. udemiljø

Eksamensspørgsmål Kemi C, 2017, Kec126 (NB). Med forbehold for censors godkendelse

Undervisningsbeskrivelse

Indberetning af VVM-redegørelse med tilhørende ramme

Kapitel 7 - Afstemning

Talrækker. Aktivitet Emne Klassetrin Side

Brugervejledning til diverse i OS X

JAR Øvelse nr. 2. JAR-Manual, Version 1.0. Avanceret søgning. Regionsvejledning

Velkommen til dag 9 i IT for let øvede

Forslag til løsning af Opgaver til ligningsløsning (side172)

Matematik C. Cirkler. Skrevet af Jacob Larsen 3.år HTX Slagelse Udgivet i samarbejde med Martin Gyde Poulsen 3.år HTX Slagelse.

1. Jern og redoxreaktioner Øvelse: Rustbeskyttelse (se bilag)

Brugermanual til Ventelistelukning.

Algebra INTRO. I kapitlet arbejdes med følgende centrale matematiske begreber:

1. Indholdsfortegnelse. 2. Landeopsætning. ClickLearn Bog October 4, 2010 NAV undervisning 1/15. SW-Tools ClickLearn Bog 10/4/2010 1/15

Vejledning i bookingsystem til rekvirenter

APPENDIX A INTRODUKTION TIL DERIVE

Integralregning med TI-Interactive! Stamfunktioner Integraler Arealer Jan Leffers (2005)

Allan C. Malmberg. Terningkast

Vejledning. TEA Grønland. Prøveafvikling Trin for trin. skoleåret 2013/14

Styrelsen for Arbejdsmarked og Rekruttering Brugervejledning SharePoint abonnementer. Version: 1.3 Seneste opdatering: 9.

Import-vejledning Fra Dansk Skoledata til UNI Login

Leif Smidt GODT IGANG MED IPAD - IOS 9

Forløbet består af 7 fagtekster, 12 opgaver, tip en 12 er, 5 praktiske aktiviteter, flere kemi-sudokuer og en mindre skriftlig elevopgave.

Sådan opretter du en side og tilknytter den til dit biblioteks menu. Opret en side:

Undervisningsbeskrivelse

Kom godt i gang med OneDrive

Få navn på analysenr. i excel-fil og ind i pivottabel med data fra qlikview

UNI Login brugeradministration

Fortegnelse over stjålne smykker Beskrivelse af guld og sølv med stykværdi over kr.

Kemirapport 5. Henning december 2004

PC - installation af Maple 2016 med GYM-pakken

Eksamensspørgsmål 2d ke, juni 2013 Fag: Kemi C-niveau Censor: Tanja Krüger, VUC Århus Eksaminator: Jeanette Pinderup, Ikast-Brande Gymnasium

Undervisningsbeskrivelse

Eksamensspørgsmål Kemi C, 2017, Kec196 (NB). Med forbehold for censors godkendelse

DPSD undervisning. Vejledning til rapport og plan opsætning

Del filer i hjemmet. Hvis dit hjem har to eller min. NY SERIE

At lave dit eget spørgeskema

LAN typer. 1. Ethernet (CSMA/CD - ISO ) Indholdsfortegnelse

Kemi C - hf-enkeltfag, april 2011

T A L K U N N E N. Datasæt i samspil. Krydstabeller Grafer Mærketal. INFA Matematik Allan C

Indholdsfortegnelse. 1. Installation af LØN Introduktion til LØN Indtastning af lønseddel Udskrifter...

Manualen beskriver brugen af SecureAware version og senere versioner Dokument opdateret: June 2015

Matematik, basis. Undervisningen på basisniveau skal udvikle kursisternes matematikkompetencer til at følge undervisningen

På opdagelse i Mandelbrot-fraktalen En introduktion til programmet Mandelbrot

Undervisningsbeskrivelse

Udskriv kort. Før udskrivning af et kort kan du eventuelt vælge at indtegne et/flere udskriftsområder. (I PLUS versionen kun ét).

APB VEJLEDNING DIT ARBEJDSMILJØ - VORES LØSNING

KEMI C. Videooversigt

Når du skal booke en prøve, skal du gå ind på adressen:

Lineære modeller. Taxakørsel: Et taxa selskab tager 15 kr. pr. km man kører i deres taxa. Hvis vi kører 2 km i taxaen koster turen altså

Krop og energi - Opgaver og lidt noter 1! /! 14 Krop og Energi

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

Sådan vedligeholder du UNI Login med data fra KMD Elev

LINEÆR PROGRAMMERING I EXCEL

Kemiaflevering uge 37

1. Kovalent binding herunder eksperimentet Undersøgelse af stoffers opløselighed.

Transkript:

Matematisering af redoxprocessers afstemning 1 Eksempel 1 Br + Cl 2 Cl + Br 2 Problem, målsætning En afstemning går ud på at bestemme (naturlige) tal a, b, c, d så: a Br + b Cl 2 c Cl + d Br 2 Metode Tallene kan findes ved at opstille ligninger udfra følgende principper: 1. antallet af atomer af hver slags skal være uændret ved den kemiske reaktion altså ens på begge sider af reaktionspilen 2. den samlede opskrevne ladning i reaktionsskemaet skal være uændret altså ens på begge sider af reaktionspilen 3. et af de søgte tal fastsættes vilkårligt Eksempel 1 løsning I eksemplet ovenfor er ligningerne altså: a = 2d princip 1, Br 2 b = c princip 1, Cl a = c princip 2, ladning princip 3, vilkårlig Som det ses er der tale om fire ligninger med fire (mere eller mindre) ubekendte. Vi har altså følgende ligningssystem: a = 2 d 2b = c a = c 1 Kilde: Gunnar S. Jensen: En alternativ metode til afstemning af redoxreaktioner. i: LMFKBladet, nr. 9, november 2003, København 2003, s. 225. Matematisering af redoxprocessers afstemning, s. 1 af 9 sider

Ligningssystemet kan løses, således: c = 1 b = c 2 = 2 1 d = a 2 = 2 Imidlertid har vi brug for naturlige tal som løsninger. Da jo er valgt tilfældigt, kan vi gange alle løsninger med samme faktor, f.eks. med 2 (svarende til, at vi kan erstatte den sidste vilkårlige ligning med a = 2 ) og får så: Svarende til: a = 2 c = 2 b = 1 d = 1 2 Br + 1 Cl 2 2 Cl + 1 Br 2 Problemet ovenfor er ret overskueligt, men den beskrevne metode kan være en stærk hjælp, hvis redoxreaktionerne bliver lidt mere komplicerede. Matematisering af redoxprocessers afstemning, s. 2 af 9 sider

Løsning af ligningssystemet ved hjælp af Derive Ligningssystemet kan også løses ved hjælp af en PC med et matematikprogram som f.eks. Derive. Åbner du programmet Derive, får du følgende startvindue: Det lille felt nederst er indtastningsfeltet. Her kan du skrive ligningssystemet a = 2 d 2b = c a = c efterfulgt af [Enter]. Tegnet og ( ) finder du i symbolfeltet midt i den nederste linie forneden til højre og du indsætter det ved at klikke på symbolet. Pas på ikke at forveksle det med eksponentsymbolet (^) i symbolfeltet i den øverste linie forneden til højre. Matematisering af redoxprocessers afstemning, s. 3 af 9 sider

Du får så følgende skærmbillede: Markerer du linien med ligningssystemet i det store hovedfelt og klikker på løsningssymbolet forstørrelsesglasset i knaplinien foroven, åbnes et løsningsvindue. Her skal du markere de variable, du ønsker at finde løsninger til her er det alle fire: a, b, c og d og trykke på knappen [Lösen] (eller [Solve]): Matematisering af redoxprocessers afstemning, s. 4 af 9 sider

Og så serveres løsningerne: Som før ved den manuelle løsning af ligningssystemet skal løsningerne så ganges op, så vi får naturlige løsninger. Men det kan vi også få programmet til at gøre for os. Den teknisk nemmeste måde at få løst den detalje på, er at kopiere det oprindelige ligningssystem ind i indtastningsfeltet (f.eks. ved at markere den linie, ligningssystemet står i, placere markøren i indtastningsfeltet og trykke på F3), erstatte den sidste tilfældige ligning med a = 2 og så løse ligningssystemet en gang til. Matematisering af redoxprocessers afstemning, s. 5 af 9 sider

Særligt problem 1, eksempel 2 Ved et uafstemt reaktionsskema som: a Cr 2 O 7 + b H 2 O 2 + c H + d Cr 3+ + e O 2 + f H 2 O opstår der umiddelbart det problem, at vi kun har 5 ligninger (en for hver af de tre grundstoffer: Cr, O og H, en for ladningen og en tilfældig for en af de ubekendte) til at bestemme de 6 ubekendte. Der findes således ingen entydig løsning på ligningssystemet. Der er imidlertid kemiskfagligt grund til at skelne mellem to forskellige typer af grundstoffet O, markeret nedenfor i reaktionsskemaet med O og O* 2 : a Cr 2 O* 7 + b H 2 O 2 + c H + d Cr 3+ + e O 2 + f H 2 O* Vi kan herefter opstille ligningerne: 2 a = d princip 1, Cr 7 a = f princip 1, O* 2 b + c = 2 f princip 1, H 2 b = 2e princip 1, O 2 a + c = 3d princip 2, ladning princip 3, vilkårlig Ligningssystemet kan løses, så: d = 2 f = 7 c = 3 d + 2a = 6 + 2 = 8 2 b = 2 f c = 14 8 = 6 b = 3 2 e = 2b = 6 e = 3 Vi har altså den afstemte reaktionsproces (idet den indførte skelnen mellem O* og O igen kan slettes): 1 Cr 2 O 7 + 3 H 2 O 2 + 8 H + 2 Cr 3+ + 3 O 2 + 7 H 2 O 2 Dette kunne begrundes i forskellige oxidationstal, men denne metode forsøger jo netop at undgå brugen af oxidationstal også eksperimentelt kunne dette forhold eftervises. Matematisering af redoxprocessers afstemning, s. 6 af 9 sider

Særligt problem 2, eksempel 3 Ved afstemning af processen: a MnO 4 + b SO 3 + c H 2 O d MnO 2 + e SO 4 + f OH opstår det problem, at ligningerne i ligningssystemet: a = d princip 1, Mn 4 a + 3b + c = 2d + 4e + f princip 1, O b = e princip 1, S 2 c = f princip 1, H a 2 b = 2e f princip 1, ladning princip 3, vilkårlig anderledes end i eksempel 1 og 2 ikke kan løses én efter én. Umiddelbart gælder: d = Kombineres flere af ligningerne 3, fås anden og næstsidste ligning på følgende form: og heraf: 4 + 3b + c = 2 + 4b + 2c 2 = b + c 1 1 2b = 2b 2c c = 2 b = 2 c = 3 2 3 e = b =, f = 2c = 1 2 Ganger vi løsningerne op med en faktor 2, så vi får naturlige løsninger, har vi altså den afstemte proces: 2 MnO 4 + 3 SO 3 + 1 H 2 O 2 MnO 2 + 3 SO 4 + 2 OH 3 En (kort) matematisk beskrivelse af løsningen af et ligningssystem med to ligninger med to ubekendte (fortolket som skæring mellem to linier i R 2 ) kan f.eks. findes i Claus Jessen o.a.: Geometri, Differentialregning og Sandsynligheder, Gyldendal Undervisning, København 1998 s. 4547. Matematisering af redoxprocessers afstemning, s. 7 af 9 sider

Opgave Prøv at afstemme følgende reaktionsskema: a H + + b [Cr(N 2 H 4 CO) 6 ] 4 [Cr(CN) 6 ] 3 + c MnO 4 d Cr 2 O 7 + e CO 2 + f NO 3 + g Mn 2+ + h H 2 O Løsning: s. 9 Matematisering af redoxprocessers afstemning, s. 8 af 9 sider

Løsning Ligningerne opstilles og bearbejdes, f.eks. med Derive: a + b 4 6 4 = h 2 a + 96b = 2h princip 1, H b ( 4 + 3 ) = d 2 7b = 2d princip 1, Cr b ( 2 6 4 + 6 3 ) = f 66b = f princip 1, N b ( 6 4 + 6 3 ) = e 42b = e princip 1, C b 6 4 + c 4 = d 7 + e 2 + f 3 + h princip 1, O 24 b + 4c = 7d + 2e + 3 f + h c = g princip 1, Mn a c = 2 d f + 2g princip 2, ladning princip 3, vilkårlig Med løsningerne ganget op med en faktor 2798 (den vilkårlige ligning erstattet med a = 2798 ) for at få naturlige løsninger har vi altså afstemt processen således: 2798 H + + 10 [Cr(N 2 H 4 CO) 6 ] 4 [Cr(CN) 6 ] 3 + 1176 MnO 4 35 Cr 2 O 7 + 420 CO 2 + 660 NO 3 + 1176 Mn 2+ + 1879 H 2 O Matematisering af redoxprocessers afstemning, s. 9 af 9 sider