3. Forsøgsgang - Metaller

Metaller i opløsning:
I denne lektion lavede vi to forsøg om metallers opløselighed.

Materialer:
- 1 kobbertråd
- Jernsøm
- Kobbersulfat (CuSO4)
- Sølvnitrat (AgNO3)
- Demineraliseret vand
- 1 minereagensglas + stor klemme
- Bægerglas
- Stativ

Forsøg 1:

Først hældte vi AgNO3-opløsning i et minireagensglas.

Derefter anbragte vi en kobbertråd i reagensglasset.

Resultat: 

Efter lidt tid, blev der dannet et lag af sølv rundt om kobbertråden.

Grunden til det er: at kobberet ofrer elektroner til AgNO3, så sølvet bliver frit og til fast form.

Man kan sige at kobber giver sin plads alene til sølvet

En ligning kunne se sådan ud:

Cu + AgNO3 = CuNO3 + Ag

Ag og Cu skifter plads.

Ionerne der bliver dannet er Ag+ og NO3-

Konklusion:

Det er det mindst ædle metal der afgiver sine elektroner til det mest ædle.

Altså Ag er mere ædelt end Cu.

Forsøg 2:

Vi startede med at finde et bægerglas og hældte demoraliseret vand i det. Så hældte vi CuSO4-pulver i og blandede det sammen.

Så hælde vi opløsningen, videre over i et ragensglas og lagde et jernsøm ned vandet med CuSO4.

Efter lidt tid blev der dannet et fint kobberlag rundt om sømmet.

Jern fungere her som et offermetal som beskytter kobber, som er mere ædelt. 

Ionerne der bliver dannet er  Cu++ og SO4-- + Fe++

Konklusion:

I dette tilfælde bytter Cu plads med Fe. Fe ofrer sig for Cu og Cu bliver frit.

Hvordan kan man, ud fra spændingsrækken, se hvilke metal, der vinder denne kamp?

De metaller til højre fra det metal man nu har, vinder. For eksempel Cu er mere ædelt end Fe. Fe ofrer sig for Cu. Fe korrodere først. 

Galvanisk Rustbeskyttelse:

Når to forskellige metaller anbringes i en væske, der kan lede strøm, vil det ene metal ødelægges. Det, der er længst til venstre i spændingsrækken, vil nemlig afgive elektroner. Og fortsættes processen, vil det mindst ædle metal langsomt tære op. Man siger også, at de mindst ædle vil angribes og korroderes. Fænomenet kaldes galvanisk tæring.Fra VirtuelGalathea3

Et eksempel kunne være, at på store jernskibe sætter man klodser af zink(Zn) fast på skroget så zinket hele tiden afgiver elektroner til jernet og nedsætter rustnings processen

1. Forsøgsgang - Metaller

 I denne lektion lavede vi tre forsøg, der allesammen viste hvilke egenskaber de forskellige metaller har.

Materialer:

- Materialeæske
- Et lille stykke sandpapir
- Lampefatning med en pære på 6V
- 3 ledninger
- Strømkilde
- Porcelænskål
- Trefod
- Keramiknet
- Gasbrænder
- Tændstikker

Forsøg 1:

Vi skulle teste metallets glans ved hjælp af sandpapir. 

Resultat:

Metallets oxidlag blev skrabet af, og så kunne man se alle metallernes glans.

Forsøg 2:

I forsøg 2 skulle vi afprøve metaller og ikke-metaller som strømledere.

Materiale	Lyste	Lyste ikke
Messing	X
Bly	X
Jern	X
Glas		X
Kobber	X
Aluminium	X
Gummi		X
Nylon		X

Skemaet viser de forskellige metaller og ikke-metallers resultater. Det gjorde vi på den måde at, vi tog tre ledninger en pærer og to krokodillenæb. 

Forsøgs opstillingen kan ses på billedet under                    \/

Forsøg 3:

I dette lille forsøg, skulle vi bruge de samme materialer som i forsøgene over /\

Denne gang skulle vi se om materialerne er gode- eller dårlige varmeledere.

De gjorde vi på den måde, at vi fyldte vand i en porcelænskål og varmede det op til kogetemperatur.

Så stak vi den ene del af materialet ned i vandet, og man kunne hurtigt mærke hvis det var en god- eller dårlig varmeleder.

 

Resultat:

Gode varmeledere: Bly, Messing, jern, kobber og Aluminium

Dårlige varmeledere: Plastik, Gummi, Glas og Nylon 

Konklusion:

"Fælles for metaller er fire egenskaber: De er strømledende, de er gode varmeledere, de har metalglans og de er formbare, seje og hårde. Egenskaberne er et resultat af den måde, hvormed metallers atomer forbinder sig, nemlig metalbindingen. Metaller har en tendens til at afgive elektroner, hvorved de bliver positive ioner – de er elektropositive. De frie elektroner, der er afgivet, danner en omkringliggende elektronsky, som holder metalionerne sammen i et metalgitter. Gitteret giver et metal dets glans, mens de frie elektroner muliggør strøm- og varmeledningen gennem stoffet." Fra Wikipedia.dk

3. forsøgsgang - Calcium - Vi laver neutralt vand om til en base

Materialer:

- Calcium pulver
- 2 reagensglas- Indikatorpapir- Glasplade- Tændstikker- Filterpapir- Glas sugerør- Tragt

Forsøgsdesign:
Vi fyldte reagnsglasset 1/3 op med vand, tilsatte calciumpulveret, og rørte rundt til calciumpulveret var opløst. 
Da pulveret var opløst, filtrerede vi det over i et rent reagensglas. Med indikatorpapiret tjekkede vi at væsken var basisk.
Der efter pustede vi let i væsken, til den blev uklar.

Konklusion:
Vi kan konkudere at CO2 i udåndingsluften går i forbindelse med kalken - væsken går fra at være klar til uklar.

1. forsøgsgang - syrer og baser i hverdagen

Formål med forsøget:
Formålet med dette forsøg, er at finde pH-værdien i stoffer fra vores dagligdag.

Materialer:
-Saltsyre
-Eddike
-Olie
-Sæbe
-Køkkensalt (NaCl)
-Opvaske tabs
-Kalkvand, mættet
-Indikatorpapir
-Filterpapir
-Glasspalet
-Bægerglas
-Alm. vand

Forsøgsdesigne:

Vi startede med at opløse de stoffer der var faste (NaCl & opvaske tabs).
I mellemtiden tog vi indikatorpapiret, rev det i små stykker, og lagde det på filterpapiret.
Derefter brugte vi glasspaletten til at dryppe de forskellige væsker på indikatorpapiret.
Resultatet kan ses på det øverste af billederne.

Konklusion:

Konklusionen er at man finder syrer i mad og base i rengøringsmidler. Syrer er i maden fordi den giver smag. Base er i rengøringsmidler fordi det opløser fedt og snavs.

2. forsøgsgang - vi fjerner hydrogen fra en syre

Materialer: - Saltsyre HCl, 2 M
- Magnesiumstrimmel
- Tændstikker
- Glasspatel
- Porcelænsskål
- Reagensglas-stativ
- Tragt- Filter papir
- Jumbo-reagensglas
- 10 ml måleglas
- Glasplade
- Bundselbrænder
- Trefod

Forsøgsdesign:

Formålet med dette forsøg er, at fjerne hydrogen fra saltsyre, ved at lade det reagere med magnesium. 
Forsøget startede med at vi hældte 10ml saltsyre op jumbo-reagensglasset. Der efter tog vi en strimmel magnesium ned til syren, og efter lagde vi glaspladen på jumbo-reagensglasset. Det gjorde vi for at kontrollere, at der blev dannet hydrogen, som kan tjekkes ved at antænde gassen. 
Da magnesiumen var opløst, hældte vi væsken over i porcelænsskålen. For at processen gik hurtigere, tilføjede vi mere magnesium.
Da pH-værdien var neutral, filtrerede vi resterne af magnesiumet fra.
Der efter hældte vi væsken tilbage i den rengjorte porcelænsskål, hvor efter vi kogte væsken, til den var fordampet og kun salten var tilbage.

Konklusion:

Vi kan derfor konkludere at man kan fjerne hydrogen fra en syre, ved at lade den reagere med metal.
(2HCl + Mg -> H₂ + MgCl₂₎

Forsøgsgang 2 - Metaller

Forsøgsgang 2 - Metaller
Formål:

• Opsæt forsøg, der viser hvilken spændingsforskel, der er imellem kobber og en række andre metaller.

• Ud fra dine resultater skal du lave spændingsrækken. Da vi har brugt saltvand som elektrolyt vil vi få nogle anden spændingsrække end den, der står i jeres bog. Den spændingsrække i skal forhold jeres resultater til er: Zn (ca. 0,8 v), Al (ca. 0,5 v), Fe (ca. 0,4 v), Pb (ca. 0,3 v)

• Endelig skal i lave en kort teoretisk redegørelse for hvad spændingsrækken er. 

Dette benyttede vi os af:

- kobberplade

- aluminiumplade

- blyplade

- zinkplade

- jernplade

- salt (NaCl) 

- voltmeter

- 2 ledninger

- 2 krokodillenæb

- elementglas 

- fint sandpapir

Vi startede ud med, at smide lidt salt i noget vand. 

Billede lånt af Millen, Sarah og Johanne - Mikkala har snakket med dem.

Vi strøg vi sandpapiret over metallernes flade, for at få et bedre resultat. På nogle af metallerne var der et lag rust/oxidlag, som vi ved man kan fjerne med sandpapir. 

Vi anbragte vi kobberren i glasset med vand, og satte krokodillenæb til kobberen. Krokodillenæbene var selvfølgelig koblet til et voltmeter ved hjælp af ledninger selvfølgelig. 

Nu anbragte vi et af gangen de forskellige metaller vi havde fået uddelt. Kobberen blev altså brugt som en slags "indikator" for at se hvor ædle de andre metaller var. 

Hele formålet ved forsøget er, at bevise spændingsrækken. Det gør man ved, at det mindst ædle metal vil "ofre" sig. Det gør det ved, at afgive sine elektroner til det andet, og mere ædle metal. Den elektriske strøm af elektroner er derfor spændingen. De mere uædle stoffer er mere reaktionsvillige, og afgiver altså deres elektroner til det mere ædle metal.

Vi havde jo fire metaller, så her kommer vores resultater. 

Bly/Pb   0,3

Aluminium/Al 0,6

Zink/Zn      0,7

Jern/FE      0,1

Disse resultater passer dog ikke i forhold til hvad vi kunne finde i bogen, og på internettet. Det kan være på grund af oxidlaget. 

Konklusion:

Vi kan konkludere, at der kan være stor forskel på metaller. Nogle metaller er mere villige til, at afgive elektroner end andre fx. Vi kan konkludere efter ny viden, at hydrogen også bruges i spændingsrækken som en slags punkt i forhold til de, jo mange metaller! Og at skolen kan bevise hvor ædelt et metal er - hvor fedt er det ikke lige?! Men egentlig kommer jeg lidt mere ind på det længere nede.   

Men for at runde det hele af, skal jeg forklare systemet.

Spændingsrækken er et unikt og overskueligt system, med en stor virkning.I spændingsrækken er metallerne opdelt efter potentialer i forhold til hydrogen elektroden. De mest elektropositive står til venstre, det vil sige, at de metaller som har størst tendens til at afgive elektroner og danne positive ioner kortere sagt faktisk de svageste i det her system/mindst ædle. Den letteste måde at forklare det på er vel, at dem der står længst til venstre, reagerer mest villigt med syre umiddlebart under udviklingen af hydrogen. Dem der så står længere til højre, og altså er mere ædle, er svære at angribe med syre. De metaller længst til venstre lader sig angribe af selv de aller svageste syre vi kender til. Den rækkelfølge som det nu er, er også en der let kan angive deres indbyrdes villighed til at afgive elektroner, af et andet medlem af spændingsrækken.

Forsøgsgang 4, Neutralisation

Neutralisation
Forsøgsgang 4
Syre, base og salte

Opgaven vi fik tildelt:

• Opsæt et forsæg, hvor du neutraliserer saltsyre (HCl) og natriumhydroxid (NaOH)
• Hvilke stoffer bliver dannet når syren og basen reagerer med hinanden?
• Hvilke ioner er på spil i reaktionen?

Det her benyttede vi:

 -Gasgbrænder

- 1 cylinderglas

- 2 plastsprøjter, 10 ml.

- 1 glaspatel

- 1 porcelænskål

- pH papir

- Trefod + keramiknet

- Tændstikker

- Saltsyre (HCl) 

- Natrium hydroxid (NaOH)

-Indikato (BTB)

Vi hældte roligt basen op i cylindret, og tilsatte bagefter BTB indikator. Basen skiftede hurtigt til en blå farve. 

Nu tilsatte vi så cirka 10ml saltsyre op i en sprøjte. Vi tilsatte cirka 1-2 ml ad gangen. Undervejs rørte vi rundt. 

Vi stoppede cirka da farven var grøn, altså neutral, som var formålet ved forsøget. Vi brugte ikke kulpulver som man normalt ville, men det gik også fint uden. Rune foreslog, at dobbelttjekke om den nu var neutral. Det gjorde vi ved brug af indikatorpapir - og den var selvfølgelig lidt underligt næsten smattet grøn - og neutral! Den havde altså værdi 7.

Nu valgte vi noget af væsken til, og hældte den op i en lille skål over en trefod. Formålet var at forbrænde væsken væk, og få salt ud efter. Vi fik NaCl fordi vi brugte NaOH den dag. 

Konklusion:

Vi kan konkludere, at hvis man blander syre og base, og skaber en neutralisation ved hjælp af det, får man et restprodukt som er vand og salt. 

Kasper, Mikkala og Rune var tilstede ved forsøget.