exercise/arktisk.tex

   1 % category: unknown
   2 \chapter{NO$_{2}$ væske (blå)}
   3 \label{NO2veske} \index{NO$_{2}$ væske (blå)|textbf}
   4 Arktisk blått blekk\\
   5 (Fortetting av nitrogenoksid og nitrogendioksid til
   6 nitrogensesqioksid)
   7
   8
   9 \section*{Innledning}
  10 Grunnen til at dette forsøket er kalt «Arktisk blått blekk» er at
  11 den mørkt marineblå væsken som fåes i forsøket, bare er stabil ved
  12 temperaturer godt under -10\celcius. Således skulle det være
  13 ypperlig til utendørs brevskrivning midtvinters særlig i de indre
  14 strøk på østlandet. Ønskes væsken bortvisket er det bare å heve
  15 temperaturen over -10\celcius, da forsvinner den i form av en
  16 rød-brun gassky, det skrevne ord er blåst vekk for alle vinder.
  17
  18
  19 \section*{Framgangsmåte}
  20 Ved å la 40 gram kobber reagere med en blanding av 100 ml
  21 konsentrert \sal og 50 ml vann ved bruk av nedenfor-stående
  22 apparatur, fås gassene NO$_{2}$ (nitrogendioksid) og NO
  23 (nitrogenmonoksid) i fortettet tilstand som en marineblå væske.
  24 Merk, NO$_{2}$ er en rødbrun gass. Se figuren.
  25
  26 % FIXME Har JPEG-bildet for lav oppløsning for LULU?
  27 \begin{figure}[h]
  28 \centering
  29 \includegraphics[width=1.0\textwidth]{images/arktisk/arktisk}
  30 \caption{Fortetting av nitrogenoksid og nitrogendioksid til
  31 nitrogensesqioksid)}
  32 \end{figure}
  33
  34 Glassrøret på 2.5 cm i diameter tjener som beholder for silikagel
  35 (blågel) som igjen tjener som et tørremiddel for fuktig NO$_{2}$
  36 og NO
  37 (alternativt kan gassene bobles igjennom konsentrert \sv).\\
  38 Deretter ledes den tørre gassen ned i et reagensrør som er mest
  39 mulig omgitt av en kuldeblanding, som består av rødsprit og tørris
  40 (kullsyre i fast form) i noen lunde like volumdeler. Som beholder
  41 for kuldeblandingen brukes en termos med vid åpning (dewar
  42 flaske). Kuldeblandingen kan holde i opptil fire dager ved bruk av
  43 en slik flaske.\\
  44 \newline
  45 Det skulle ikke være nødvendig å bruke all syren for å få løst opp
  46 kobberet. NB!! Når reaksjonen først kommer i gang så går den fort,
  47 og skal utføres i avtrekk! Nitrogensesquioksid (dinitrogentrioksid
  48 eller salpetersyrlinganhydrid) N$_{2}$O$_{3}$, som er en blå væske,
  49 fåes som resultat.
  50 \index{Dinitrogentrioksid}\index{Salpetersyrlinganhydrid}\index{N$_{2}$O$_{3}$}
  51 \index{Nitrogensesqioksid}\index{Dewar flaske}
  52
  53
  54 \section*{Teori}
  55 En blanding av nitrogendioksid og nitrogenmonoksid dannes ved
  56 redusering av middels sterk salpetersyre med kobber. Se
  57 likninger:\\
  58 \newline
  59 (I) 3Cu + 8HNO$_{3}$ = 3Cu(NO$_{3}$)$_{2}$ + 2NO + 4H$_{2}$O\\
  60 \newline
  61 (II) 2Cu + 6HNO$_{3}$ = 2Cu(NO$_{3}$)$_{2}$ + 2H$_{2}$O + 2NO$_{2}$\\
  62 \newline
  63 Når denne denne gassblandingen fortettes danner nitrogen
  64 sesquloksid etter likningen (III):\\
  65 \newline
  66 (III) NO$_{2}$ + NO = N$_{2}$O$_{3}$ (l)  Ved -10\celcius\\
  67 \newline
  68 Ved -10\celcius begynner væsken å spaltes i NO og NO$_{2}$ igjen.
  69 Som demonstrasjon kan noe av den blå væsken helles på bordet,
  70 hvorved
  71 utviklingen av rødbrun NO$_{2}$ gass kan sees godt.\\
  72 Med vann reagerer væsken og danner salpetersyreling.\\
  73 \newline
  74 (IV) N$_{2}$O$_{3}$ + H$_{2}$O = 2HNO$_{2}$\\
  75 \newline
  76 Ved vårt forsøk vil en del av nitrogendioksiden være løst i
  77 nitrogensesquioksiden. Dette skyldes at NO$_{2}$ lett dannes i
  78 overskudd og at den dannede NO lett reagerer med luftoksygenet.\\
  79 \newline
  80 (V) 2NO + O$_{2}$ = 2 NO$_{2}$\\
  81 \newline
  82 N$_{2}$O$_{3}$ kan isoleres ved å kjøle ned til -103\celcius da
  83 væsken krystalliserer.
  84
  85
  86 \section*{Forsiktig}
  87 Forsøket må utføres i avtrekk da nitrogendioksid (NO$_{2}$) er en
  88 giftig gass som  store mengder kan forårsake lungeødem. Har
  89 heldigvis en karakteristisk klorliknende lukt!\\
  90 Sterkere \sal enn angitt må ikke brukes, da reaksjonen vil gå alt
  91 for raskt og nesten ingen gass fortettes. Konsentrert \sal er
  92 sterkt etsende.\\
  93 tørris holder en temperatur på -76\celcius, og kan forårsake
  94 brannsår på bar hud.
  95
  96 \section*{Tips}
  97
  98 Den sure kobbernitrat løsningen som blir tilbake kan nøytraliseres
  99 først med NaOH-løsning (sterk) ca. 100 ml og deretter litt
 100 ammoniakk-løsning for å vise at fargen på forskjellige
 101 kobbersalter kan spenne fra mørkeblått, blått, lys blått og grønt.
 102 En slipper også å helle en sterkt salpeter sur løsning i vasken.
 103
 104
 105 \section*{Utstyr og kjemikalier}
 106 \begin{itemize}[noitemsep]
 107   \item Konsentrert \sal \index{Salpetersyre, HNO$_{3}$}
 108   \item Kobber (tråd, granulert, mynt) \index{Kobber}
 109   \item Silikagel (blågel), alternativt \sv \index{Silikagel} \index{Svovelsyre, H$_{2}$SO$_{4}$}
 110   \item Tørris, CO$_{2}$ (s) \index{Tørris}
 111   \item Etanol (rødsprit) C$_{2}$H$_{5}$OH \index{Etanol}\index{C$_{2}$H$_{5}$OH}
 112 \end{itemize}
 113
 114 \nocite{jynge}
 115
 116 \printbibliography