Harjoituksia#
1. Kuinka monta protonia, neutronia ja elektronia on seuraavien alkuaineiden isotoopteissa? a) \(^{235}U\) b) \(^{238}U\) c) \(^{60}Co\) d) \(^{127}Cs\)
Ratkaisu
Alkuaineiden järjestysluvut voidaan katsoa jaksollisesta järjestelmästä, esim. Ptable.com. Järjestysluku vastaa protonien määrää sekä elektronien määrää, kun kyseessä on varaukseton atomi. Neutronien lukumäärä voidaan laskea vähentämällä massaluvusta järjestysluku, eli \( M-Z \).
Alkuaine |
protoneita ja elektroneita Z |
M |
neutroneita \( M-Z \) |
|---|---|---|---|
U |
92 |
235 |
235 - 92 = 143 |
U |
92 |
238 |
238 - 92 = 146 |
Co |
27 |
60 |
60 - 27 = 33 |
Cs |
55 |
127 |
127 - 55 = 72 |
2. Laske hiilidioksidin molekyylimassa.
Ratkaisu
Hiilidioksidimolekyyli koostuu yhdestä hiiliatomista ja kahdesta happiatomista. Täten sen molekyylimassa on \( 12.011 \ u + 2 \cdot 15.999 \ u = 44.007 \ u \approx 44 \ u \)
3. Kumpi seuraavista kupariyhdisteistä sisältää enemmän kuparia, kupari(II)oksidissa \( CuO \) vai kuparifosfaatissa \( Cu_3{PO_4}_2 \)?
Ratkaisu
Luetellaan tarvittavien atomien atomimassat. Cu: 63.546 u O: 15.999 u S: 32.06 u
Lasketaan kuparin suhteellinen osuus kummassakin yhdisteessä.
Kuparin osuus kupari(II)oksidissa:
\( \frac{63.546}{63.546+15.999} = 0.7988... \approx 79.9 \% \)
Kuparin osuus kuparifosfaatissa:
\( \frac{2 \cdot 63.546}{2 \cdot 63.546+18.998+4 \cdot 15.999} = 0.6049... \approx 60.5 \% \)
Täten yhdiste \( CuO \) sisältää kuparia suhteellisesti enemmän.
4. Laske atomimassojen avulla seuraavien yhdisteiden prosentuaaliset alkuainekoostumukset. a) \(H_2O\) b) \(CO_2\) c) \(H_2SO_4\)
Ratkaisu
a) vedyn atomimassa on 1.008 u ja hapen 15.999 u. Vesimolekyyli molekyylimassa on täten \( 2 \cdot 1.008 \ u + 15.999 \ u = 18.015 \ u \)
Lasketaan vedyn ja hapen prosentuaaliset osuudet vesimolekyylissä.
Vety \( \frac{2 \cdot 1.008 \ u}{18.015 \ u}=0.1119... \approx 11.2 \% \)
Hapen osuus voidaan laskea samoin kuin vedyn, mutta helpommin se saadaan suoraan vähennyslaskulla \( 100 \% - 11.2 \% = 88.8 \% \).
5. Onko seuraava aine alkuaine vai yhdiste ja puhdas aine vai jokin seoksista? a) \(HCl\) b) hernekeitto c) \(O_2\) d) uretaani
Ratkaisu
a) HCl on kemialliselta nimeltään vetykloridi, joka sellaisenaan on yhdiste ja puhdas aine. Jos vetykloridia on lisätty veteen, liuosta sanotaan suolahapoksi, jonka faaseja ei voi silmin erottaa. Kyseessä olisi siis homogeeninen seos. Kaikki liuokset, joissa liuetettava aine liukenee täysin liuottimeen, ovat homogeenisia seoksia.
b) Hernekeitto koostuu mm. kiinteistä herneistä, sipulista ja palvikinkun paloista nesteessä. Kyseessä on siis suspensio.
c) \(O_2\) on happikaasumolekyyli, joka koostuu kahdesta happiatomista. Kyseessä on täten alkuaine ja puhdas aine.
d) Uretaanilla tarkoittaa kemiassa polyuretaania, joka koostuu toisiinsa liittyneistä lukuisista molekyyleistä nimeltä karbamiinihappo. Kyseessä on siis yhdiste ja puhdas aine. Käytännössä kaupalliset uretaanipullot sisältävät myös paineessa olevia kaasuja sekä muita yhdisteitä. Täten tuore pursotettu uretaani sisältää kaasuja, ilmaa ja itse muovia, joten se on heterogeeninen seos, vaahto. Kuivunutta uretaania voidaan pitää kolloidina.