exercise/fotokjemisk.tex

   1 % category: unknown
   2 \section{Fotokjemisk reaksjon mellom hydrogen og klor}
   3 \label{fotokjemisk} \index{Fotokjemisk reaksjon mellom H$_{2}$ og Cl$_{2}$|textbf}
   4 \index{Produsere klorgass}\index{Produsere
   5 hydrogengass}\index{Fotokjemisk}
   6
   7
   8 \subsubsection{Innledning}
   9 Et reagensrør med kork, fylt med en
  10 blanding av hydrogen- og klorgass settes fast på
  11 et stativ (se fig. \ref{fotokjemisk1}). Lys fra en projektor rettes mot reagensrøret.\\
  12 Et høyt smell høres og korken blir skutt ut fra reagensrøret.
  13
  14
  15 \subsubsection{Framgangsmåte}
  16 \begin{figure}[h]
  17 \centering
  18 \includegraphics[width=0.9\textwidth]{images/fotokjemisk/projektorlys}
  19 \caption{Oppsett for den fotokjemiske reaskjonen mellom H$_{2}$ og
  20 Cl$_{2}$ }\label{fotokjemisk1}
  21 \end{figure}
  22 \noindent
  23 Fyll et 1000 ml begerglass halvfullt med vann og plasser
  24 det i et avtrekkskap. Ta et reagensrør og legg et lag med
  25 gjennomsiktig tape på røret. Deretter fylles reagensrøret med
  26 vann.\\ Hold forran åpningen med tommelen og snu røret mens det
  27 settes ned i begerglasset og under vannlinjen. Fest reagensrøret på
  28 et stativ
  29 slik at det står av seg selv (se fig. \ref{fotokjemisk2})\\
  30 \newline
  31 Sett opp utstyret som trengs for å produsere klorgass og fyll
  32 deretter opp halvparten av reagensrøret med klorgass. Deretter
  33 fylles resten av reagensrøret med hydrogengass. \\
  34 \begin{figure}[h]
  35 \centering
  36 \includegraphics[width=1.0\textwidth]{images/fotokjemisk/hydklorprod}
  37 \caption{Oppsett for å produsere hydrogengass og klorgass.
  38 }\label{fotokjemisk2}
  39 \end{figure} \\
  40 \newline
  41 Sett på en kork på reagensrøret (under vann) og plasser reagensrøret
  42 på et stativ i 45$^{\circ}$ vinkel (se fig. \ref{fotokjemisk1}).\\
  43 Utfør demonstrasjonen innen 5 minutter etter klargjøringen av
  44 reagensrøret. \\
  45 \textcolor[rgb]{0.98,0.00,0.00}{\textbf{Forsiktig! Rett reagensrøret
  46 vekk fra tilskuere og gjenstander som kan knuses!}} \\
  47 \newline
  48 Fra en avstand på ca. 1 meter, rettes lysstrålen fra en projektor
  49 mot reagensrøret som er festet på stativet.\\ Et sekund eller to
  50 senere kommer et høyt smell og korken blir skutt ut av røret med
  51 stor kraft.
  52
  53
  54 \subsubsection{Teori}
  55 Standard dannelses energi, $\Delta$H$^{\circ}$$_{f}$, til HCl i
  56 gassform er -537 KJ/mol [2]\\ Den fotokjemiske reaksjonen mellom
  57 hydrogen og klorin er en kjedereaksjon [2]
  58
  59 \begin{equation}\label{re1}
  60     Cl_{2} + h\nu \longrightarrow 2Cl^{\textbf{.}}
  61 \end{equation}
  62 \begin{equation}\label{re2}
  63     Cl^{\textbf{.}} + H_{2} \longrightarrow HCl + H^{\textbf{.}}
  64 \end{equation}
  65 \begin{equation}\label{re3}
  66     H^{\textbf{.}} + Cl_{2} \longrightarrow HCl + Cl^{\textbf{.}}
  67 \end{equation}
  68 \begin{equation}\label{re4}
  69     H^{\textbf{.}} + O_{2} \longrightarrow HO_{2}
  70 \end{equation}
  71 \begin{equation}\label{re5}
  72     Cl^{\textbf{.}} + O_{2} \longrightarrow ClO_{2}
  73 \end{equation}\\
  74 \newline
  75 Reaksjon \ref{re1}, initiativ steget til kjernereaksjonen,
  76 involverer absorbsjon av lys til et klor molekyl og genererer 2
  77 kloratomer. Reaksjon \ref{re2} og \ref{re3} er stegene som sørger
  78 for forplanting av reaskjonen. Reaksjonene \ref{re4} og \ref{re5}
  79 illustrerer hvordan oksygengassen opptrer som en inhibitor. \\
  80 I nærvær av 1$\%$ O$_{2}$, blir kjedelengden redusert fra omtrent
  81 10$^{6}$ til
  82 ca. 10$^{3}$.\\
  83 Kjede-termineringssteg er komplekse og tar i tillegg for seg
  84 kollisjoner av radikaler med glassveggene i reagensrøret.
  85
  86
  87 \subsubsection{Forsiktig}
  88 Klorgass er giftig og irriterer øynene og slimhinnene ved kontakt.
  89 Ved innånding kan gassen føre til alvorlige lungeskader. \\
  90 Klorgass er et sterkt oksidasjonsmiddel.\\
  91 Hydrogengass er svært brennbar og danner en eksplosiv blanding med
  92 oksygengass og klorgass.\\
  93 Det er viktig å sette opp en sikkerhetsskjerm mellom tilskuerene og
  94 forsøksoppsettet i tilfelle reagensrøret knuses.
  95
  96
  97
  98 \subsubsection{Utstyr og kjemikalier}
  99 \begin{table}[h]
 100 \begin{tabular}{lll}
 101   projektor &  1000 ml begerglass           &  reagensrør              \\
 102   250 ml erlenmeyerkolbe    &  granulert sink           &  saltsyre              \\
 103    klorin          &   gummislange             &   vinklet glassrør                \\
 104  kork til reagensrøret          &    stativ med klemme            &  kork med gjennomføring til e-kolben   \\
 105 \end{tabular}
 106   \caption{Kjemikalier til forsøket - Fotokjemisk reaksjon mellom hydrogen og klor}
 107 \end{table}
 108
 109 \nocite{alyeahornbeck}
 110 \nocite{Gimblett}
 111
 112 \printbibliography