grupa I


1.
Ogniwo Daniella - ogniwo galwaniczne, w którym pierwsze półogniwo stanowi elektroda cynkowa zanurzona w roztworze siarczanu cynku ZnSO4, a drugie elektroda miedziowa zanurzona w roztworze siarczanu miedzi CuSO4. W ogniwie tym oba półogniwa nie stykają się ze sobą bezpośrednio lecz są połączone różnymi kluczami elektrolitycznym, najczęściej wykonanym z roztworu chlorku potasu (KCl).

2. teoria kwasow i zasad:
a) bronsteda:
kwasami nazwamy substancje, jony, ktore moga oddac proton ( "H+" ), zaś zasadami, czasteczki, jony, ktore moga taki proton przyjąć:
przyklady:
kwas: H3O+, NH4+, H2O,
zasada: OH-, NH3, H2O, HSO4-, NO3-
b) lewis: Kwasami nazywamy czasteczki, jony ktore moga przyjac pare elektornową, zas zasadami, czasteczki, jony, ktore moga oddac taka parę;
kwas: B2H6, BF3, H+, Ag+, itd
zasada: NH3, F-, H-, CO,
 Tutaj nalezy zauwazyc, iz teoria lewisa rociaga sie rowniez na roztwory niewodne; w wyniku polaczenia sie kawsu i zasady lewisa tworzy sie wiazanie koorynacyjne, a powstale indywiduum nazwyamy adduktem
 
3. Bufor ostanowy:
Jest to roztwor kwasu octowego i jego soli z mocna zasadą;
Nazwa odnosi sie do jego wlasciwosci utrzymywania stabilnej wartiosci ph nawet gdy dodamy niewielka ilosci  mocnego kwasy lub zasady.
 
obliczenia
Dane:
250 cm3 roztworu kwasu etanowego o stężeniu 0.75 mol*dm-3 i roztworu etanianu sodu  500cm3 o stężeniu 0.5 mol*dm-3
__Otrzymujemy zatem 0.75 dm**3 roztworu, gdzie stezenia poszczegolnych skladnikow sa nastepujace::
 
Ckw=0,25
Csol=0,33 [mol/dm**3]
 
wzor: ph=pK + log[Csol/Ckw]
 
pK- ujemny logarytm z stalej dysocjacji kwasu octowego
4,757
 
ph = 4,757 + log(1,32)
ph= 4,757 + 0,1206 = 4,8776
 
4. zakaz pauliego; pojedynczy orbital nie moze byc obsadzony przez elektrony o wszystkich ( 4 )identycznych liczbach kwantowych; musza sie roznic spinowa liczna kwantowa(wewnetrzny moment pedu e na wyrozniony kierunek)
    regula hunda: w przypadku orbitali zdegenerowanych, czyli o tej samej energii obsadzamy je w taki sposob, aby liczba elektronow
    niesparowanych byla mozliwie jak najwieksza
 
5. wiazanie w Cl2; jest czasteczka zbudowana z dwoch identycznych atomow; wystepuje tutaj wiazanie typu sigma, gdzie para elektronowa znajduje sie dokladnie w polowie dlugosci wiazania, w zwiazku z czym nie wystepuje moment dipolowy
 
6. Cr2O3+3H2-->2 Cr +3 H2O;
a) reakcja utleniania-redukcji; utleniaczem jest tlenek, reduktorem zas wodor czasteczkowy;
b) metoda otrzymywania chromu metalicznego;
c) (?!) tlenek chromu jest toksyczny-usuwanie substancji trujacej
 
7. Zastosowanie elektrolizy do elektroratyfikacji miedzi hutniczej;
miedz uzyskana na drodze redukcji chemicznej jest zanieczyszczona pt rodem, srebrem, zlotem; Eltroratyfikcaja to proces wykorzystujacy u swych podstaw roznice w szeregu eletronapięciowym; w związku z czym na anodzie( tutaj znak "+") wydziela sie miedz o czystosci rzedu 99,9 %, a z kolei katoda ulega rozpusczaniu pod wpływem przepływu prądu; Po zakonczeniu tego procesu pozostaje osad zawierajacy istotne ilosci metali szlachetnych i pierwiastkow przejsciowych
 
--Grupa 2--
 
1. Ogniwo paliwowe - ogniwa , ktore wytwarzaja energię elektryczna na drodze, utleniania bezlomnieniowego wodoru, badz uzyskanego z zbiornika, badz z zwiazkow w niego bogatych za pomoca tlenu; do swego dzialania wymagaja wysokiej temperatury, przy czym ich sprawnosc rosnie z T do srednio okolo 40 %. Ogniwa paliwowe nie magazynują energii;
 
- podstawowe ogniowe paliwowe;
A(-)H2||O2K(+) ; pomiedzy obiema komorami znajduje sie memebrana przepuszczalna dla prooniow, ktore dyfunduja przez nia do przestrzeni katodowej; gdzie przenoszone sa na aniony tlenu;
procesy elektrodowe:
A(-) 2H2 -> 4(H+) + 4e;
K(+) O2 + 4e-> 2O(2-)
 
maksymalna teoretyczna wydajność:: n=(Tmax-Tmin)/Tmax; dodatkowo ogniwa paliwowe; ma najwieksza wydajność przy niewielkim poborze mocy; tu jest obrazek 
 
Podany na wykresie pułap Erev nosi nazwe napiecia teoretycznego, obliczanego z zależnosci:
tu tez jest obraz 
Tak wiec, roznica pomiedzy rzeczywistym napieciem fuell cell a teoretycznym wynika z wszelkiego rodzaju strat; opor membrany, przedostawanie sie paliwa jak i przeplyw pradu przez membrane, oraz aktywacja procesu;
 
grupa F
 
 
1. kwas siarkowy:
 a) utlenianie siarki do SO2 tlenem z powietrza;
 b) utlenianie SO2 w obecnosci katalizatora V2O5 do SO3
 c) zbieranie wytworzonego SO3 w stęż. kwasie siarkowym(lepiej sie rozp  niz w wodzie) co powoduje wytworznie oleum(roztwor SO3 w H2SO4)
 
2. SEM -sila elektromotoryvczna ogniwa, czyli roznica potencjałów Katody i Anody :: SEM = E(K) -E(A)
F R T zakladam standartowe co daje wartosc 0,059
obliczenia i dane:
E0 CU=0,34V oraz E0Zn=-0,76 C[Cu]=0.5 C[Zn]= 0.25
 
E(A) = -0,76 + 0,5 * 0,059 *log[Czn2+]
E(K)= 0,34 + 0,5 * 0,059 * log[CCu2+]
 
3. na przykładzie powstawania H2O wyjaśnić w jaki sposób tworzy się wiązanie spolaryzowane;
wystepuje ono w czasteczkach gdie mamy roznice elektroujemnosci; gdy jest ona w zakresie 0.4 do 0.7 wtedy wystepuje wiazanie kow. spolaryzowane, czyli para elektronowa je tworzaca jest przesunieta w stronę atomu bardziej elektroujemnego, co prowadzi do pewnej separacji ładunkow;
 
4. elektroujemnosc: tendencja atomu znajdujacego sie w czasteczce do przyciagania ku sobie elektronow
 
5. HCN kw cyjanowodorowy; HCN <-> H(+) + CN(-)
     K= [H(+)]*[CN(-)/[HCN
stopien dysocjacji alfa "a"=l.cz.zdysoc/cal.l.cz , czyli [H(+)]=[CN(-)]=C * "a"
K=(C**2)*("a"**2)/[(1-"a")*C]= c*("a"**2)/(1-"a")
 
6. przemiany promieniotworcze w przyrodzie;
alfa, beta, gamma, wychwyt k
 
grupa H - pozostale zadania
 
1. tlenki:
a) zasadowe - tlenki metali ( I i II grupa układu okresowego); w reakcji z wodoą powstają roztwory mocnych zasad; reaguja z kwasami
przykłady:
 
K2O + H2O -> 2KOH
Na2O + H2O -> 2NaOH
 
b)kwasowe - tlenki niemetali; w reakcji z wodą dają odpowiednie kwasy: reaguja z zasadami
przykłady:
 
N205 + H2O -> 2 HNO3
SO2 + H2O -> H2SO3
 
c) amfoteryczne - tlenki metali mające własciwosci kwasowe jak i zasadowe; reaguja z kwasami i zasadami; przykłady::
 
Al2O3 + 6 HNO3 -> 2 Al(NO3)3 + 3H2O
Al2O3 + 2KOH + 3H2O -> 2K[Al(OH)4]
 
 
grupa F
2. iloczyn jonowy wody:
 
woda zgodnie z teoria bronsteda jest tak kwasem, jak i zasadą, co obrazuje nastepujaca reakcja:
 
H2O+ H2O <->H3O(+) + OH(-)
 
Proces ten jest okreslany mianem autodysocjacji. Jednak jak wiemy, woda jest tak słabym kwasem jak i zasadą, czyli proces autodysocjacji zachodzi w niskim stopniu, co prowadzi do wniosku iż mozemy zapisac wyrazenie na stałą równowagi:
 
K=[H3O(+)][OH(-)]/(c**2 h2o); jednak tutaj zmiana nawet kilkukrotna stezenia cz zdysocjowanych nie ma wplywu na stez. wody niezdysocjow, czyli ta (wody) wartosc sie nie zmienia;
 
Bez popelniania wiekszego bledu mozemy napisac:
 
Kw=C(h3o(+))*C(oh(-)), a stad logarytmujac ze znakiem ujemnym mamy:
 
pKw =  -logKw, co podczas pomiaru (T=298 K) dalo wartosc pKw=14;
zatem; pKw = pH +pOH, czyli ph=14-pOH, kolejny wnoisek to taki iz, dla czystej wody mamy 10**(-7) jonow H3O(+) i tyle samo jonow OH(-), wiec ph wody rowna sie 7
 
GRUPA G
 
 
3. Cm=0,025 mol/dm**3 ; K=4* 10**(-4)(zakladam, ze podana wartosc K jest dla temperatury 18oC);
 
doczytac i wykuc def stalej rownowagi
 
 
HNO3     <->   H3O(+) + NO3(-)
C*(1-"alfa")       C*"alfa    C*"alfa"
 
 
K= (C**2 *"alfa"**2)/[(1-"alfa")]
 
delta wieksze od zera; sqrt("delta")=6,337 *10**(-3) ; 
jeden pierw;  x1 = [(-b) - sqrt("delta")]/(-2a)
 
x1="alfa"=0,13= 13%
 
5. otrzymywanie wodorotlenkow;
a) metal + woda (2Na + 2HOH-> 2 NaOH + H2)
b) tlenek + woda ( CaO + HOH -> Ca(OH)2  )
 
6. powstawanie kw azotowego (V);
 
a) synteza amoniaku z pierwiastkow na kat zelazowym(Fe3O4 z dopdatkwami Cao + K2O + Al2O3) w temp ok. 770-820K
i p=30-35 atm;
b) utlewnianie amoniaku do NO2 i N2O4
c)absorpcja w wodzie w obecnosci powietrza powyzszych tlenkow;
d uzyskujemy stezony kw. azotowy (V) ; stez do ok. 60%
 
powstawanie azotanow; ze srodowiska ; saletra chilijska
saletra amonowa - azotan amonu (NH4NO3)
saletra potasowa, saletra indyjska (składnik czarnego prochu) - azotan potasu (KNO3)
saletra sodowa, saletra chilijska - azotan sodu (NaNO3)
saletra wapniowa, saletra norweska - azotan wapnia (Ca(NO3)2)
 
otrzymyanie na skale przemyslową w reakcji z odpowiednimi solami
 
mocznik: po raz opierwszy otrzymano: NH4NCO → H2N-CO-NH2 (ogrzewanie cyjanianu amonu)
 
na skale przemyslowa : CO2 + 2NH3 → CO(NH2)2 + H2O 
grupa G
 
 
2) Na podstawie krysztalu MgS opisac wiazania jonowe
 
w. jonowe; powstaje, gdy mamy miedzy atomami je tworzacymi wystepuje umownie roznica elektroujemnosci >1.7
 
mamy tutaj do czynienia z duza separacja ladunku co prowadzi do wystapienia kationow i anionow; kazdy kation jest otoczony przez odpowiednia liczbe(zalezy od stosunku Rk/Ra) anionow i odwrotnie; tutaj kazdy jon Mg(2+) jest otoczony przez 4 aniony S(2-)
i odwrotnie