exercise/fotokjemisk.tex

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