exercise/fotokjemisk.tex

   1 % category: unknown
   2 \chapter{Fotokjemisk reaksjon mellom hydrogen og klor}
   3 \label{fotokjemisk}
   4 \index{Fotokjemisk reaksjon mellom H$_{2}$ og Cl$_{2}$|textbf}
   5 \index{Lage klorgass}
   6 \index{Lage hydrogengass}
   7 \index{Fotokjemisk}
   8
   9
  10 \section*{Innledning}
  11 Et reagensrør med kork, fylt med en
  12 blanding av hydrogen- og klorgass settes fast på
  13 et stativ (se fig. \ref{fotokjemisk1}). Lys fra en projektor rettes mot reagensrøret.\\
  14 Et høyt smell høres og korken blir skutt ut fra reagensrøret.
  15
  16
  17 \section*{Framgangsmåte}
  18 \begin{figure}[h]
  19 \centering
  20 \includegraphics[width=0.9\textwidth]{images/fotokjemisk/projektorlys}
  21 \caption{Oppsett for den fotokjemiske reaskjonen mellom H$_{2}$ og
  22 Cl$_{2}$ }\label{fotokjemisk1}
  23 \end{figure}
  24 \noindent
  25 Fyll et 1000 ml begerglass halvfullt med vann og plasser
  26 det i et avtrekkskap. Ta et reagensrør og legg et lag med
  27 gjennomsiktig tape på røret. Deretter fylles reagensrøret med
  28 vann.\\ Hold forran åpningen med tommelen og snu røret mens det
  29 settes ned i begerglasset og under vannlinjen. Fest reagensrøret på
  30 et stativ
  31 slik at det står av seg selv (se fig. \ref{fotokjemisk2})\\
  32 \newline
  33 Sett opp utstyret som trengs for å produsere klorgass og fyll
  34 deretter opp halvparten av reagensrøret med klorgass. Deretter
  35 fylles resten av reagensrøret med hydrogengass. \\
  36 \begin{figure}[h]
  37 \centering
  38 \includegraphics[width=1.0\textwidth]{images/fotokjemisk/hydklorprod}
  39 \caption{Oppsett for å produsere hydrogengass og klorgass.
  40 }\label{fotokjemisk2}
  41 \end{figure} \\
  42 \newline
  43 Sett på en kork på reagensrøret (under vann) og plasser reagensrøret
  44 på et stativ i 45$^{\circ}$ vinkel (se fig. \ref{fotokjemisk1}).\\
  45 Utfør demonstrasjonen innen 5 minutter etter klargjøringen av
  46 reagensrøret. \\
  47 \textcolor[rgb]{0.98,0.00,0.00}{\textbf{Forsiktig! Rett reagensrøret
  48 vekk fra tilskuere og gjenstander som kan knuses!}} \\
  49 \newline
  50 Fra en avstand på ca. 1 meter, rettes lysstrålen fra en projektor
  51 mot reagensrøret som er festet på stativet.\\ Et sekund eller to
  52 senere kommer et høyt smell og korken blir skutt ut av røret med
  53 stor kraft.
  54
  55
  56 \section*{Teori}
  57 Standard dannelses energi, $\Delta$H$^{\circ}$$_{f}$, til HCl i
  58 gassform er -537 KJ/mol [2]\\ Den fotokjemiske reaksjonen mellom
  59 hydrogen og klorin er en kjedereaksjon [2]
  60
  61 \begin{equation}\label{re1}
  62     Cl_{2} + h\nu \longrightarrow 2Cl^{\textbf{.}}
  63 \end{equation}
  64 \begin{equation}\label{re2}
  65     Cl^{\textbf{.}} + H_{2} \longrightarrow HCl + H^{\textbf{.}}
  66 \end{equation}
  67 \begin{equation}\label{re3}
  68     H^{\textbf{.}} + Cl_{2} \longrightarrow HCl + Cl^{\textbf{.}}
  69 \end{equation}
  70 \begin{equation}\label{re4}
  71     H^{\textbf{.}} + O_{2} \longrightarrow HO_{2}
  72 \end{equation}
  73 \begin{equation}\label{re5}
  74     Cl^{\textbf{.}} + O_{2} \longrightarrow ClO_{2}
  75 \end{equation}\\
  76 \newline
  77 Reaksjon \ref{re1}, initiativ steget til kjernereaksjonen,
  78 involverer absorbsjon av lys til et klor molekyl og genererer 2
  79 kloratomer. Reaksjon \ref{re2} og \ref{re3} er stegene som sørger
  80 for forplanting av reaskjonen. Reaksjonene \ref{re4} og \ref{re5}
  81 illustrerer hvordan oksygengassen opptrer som en inhibitor. \\
  82 I nærvær av 1$\%$ O$_{2}$, blir kjedelengden redusert fra omtrent
  83 10$^{6}$ til
  84 ca. 10$^{3}$.\\
  85 Kjede-termineringssteg er komplekse og tar i tillegg for seg
  86 kollisjoner av radikaler med glassveggene i reagensrøret.
  87
  88
  89 \section*{Forsiktig}
  90 Klorgass er giftig og irriterer øynene og slimhinnene ved kontakt.
  91 Ved innånding kan gassen føre til alvorlige lungeskader. \\
  92 Klorgass er et sterkt oksidasjonsmiddel.\\
  93 Hydrogengass er svært brennbar og danner en eksplosiv blanding med
  94 oksygengass og klorgass.\\
  95 Det er viktig å sette opp en sikkerhetsskjerm mellom tilskuerene og
  96 forsøksoppsettet i tilfelle reagensrøret knuses.
  97
  98
  99
 100 \section*{Utstyr og kjemikalier}
 101 \begin{itemize}[noitemsep]
 102   \item Granulert sink
 103    \item Saltsyre, HCl \index{Saltsyre, Hcl}
 104    \item Klorin \index{Klorin}
 105    \item Projektor
 106    \item 1000 ml begerglass
 107    \item Reagensrør
 108    \item 250 ml erlenmeyerkolbe
 109    \item Gummislange
 110    \item Vinklet glassrør
 111    \item Kork til reagensrøret
 112    \item Stativ med klemme
 113    \item Kork med gjennomføring til e-kolben
 114 \end{itemize}
 115
 116 \nocite{alyeahornbeck}
 117 \nocite{Gimblett}
 118
 119 \printbibliography