SLSection34-NO2_veske.tex

   1 \section{NO$_{2}$ væske (blå)}
   2 \label{NO2veske} \index{NO$_{2}$ væske (blå)|textbf}
   3 Arktisk blått blekk\\
   4 (Fortetting av nitrogenoksid og nitrogendioksid til
   5 nitrogensesqioksid)
   6
   7
   8 \subsubsection{Innledning}
   9 Grunnen til at dette forsøket er kalt $"$Arktisk blått blekk$"$ er at
  10 den mørkt marineblå væsken som fåes i forsøket, bare er stabil ved
  11 temperaturer godt under -10$^{o}$C. Således kulle det være
  12 ypperlig til utendørs brevskrivning midtvinters særlig i de indre
  13 strøk på østlandet. Ønskes væsken bortvisket er det bare å heve
  14 temperaturen over -10$^{o}$C, da forsvinner den i form av en
  15 rød-brun gassky, det skrevne ord er blåst vekk for alle vinder.
  16
  17
  18 \subsubsection{Framgangsmåte}
  19 Ved å la 40 gram kobber reagere med en blanding av 100 ml
  20 konsentrert \sal og 50 ml vann ved bruk av nedenfor-stående
  21 apparatur, fås gassene NO$_{2}$ (nitrogendioksid) og NO
  22 (nitrogenmonoksid) i fortettet tilstand som en marineblå væske.
  23 Merk, NO$_{2}$ er en rødbrun gass. Se figuren.\\
  24 \begin{figure}[h]
  25 \centering
  26 \includegraphics[width=1.0\textwidth]{arktisk/arktisk.ps}
  27 \caption{Fortetting av nitrogenoksid og nitrogendioksid til
  28 nitrogensesqioksid)}
  29 \end{figure}\\
  30 Glassrøret på 2.5 cm i diameter tjener som beholder for silicagel
  31 (blågel) som igjen tjener som et tørremiddel for fuktig NO$_{2}$
  32 og NO
  33 (alternativt kan gassene bobles igjennom konsentrert \sv).\\
  34 Deretter ledes den tørre gassen ned i et reagensrør som er mest
  35 mulig omgitt av en kuldeblanding, som består av rødsprit og tørris
  36 (kullsyre i fast form) i noen lunde like volumdeler. Som beholder
  37 for kuldeblandingen brukes en termos med vid åpning (dewar
  38 flaske). Kuldeblandingen kan holde i opptil fire dager ved bruk av
  39 en slik flaske.\\
  40 \newline
  41 Det skulle ikke være nødvendig å bruke all syren for å få løst opp
  42 kobberet. NB!! Når reaksjonen først kommer i gang så går den fort,
  43 og skal utføres i avtrekk! Nitrogensesquioksid (dinitrogentrioksid
  44 eller salpetersyrlinganhydrid) N$_{2}$O$_{3}$, som er en blå væske,
  45 fåes som resultat.
  46 \index{Dinitrogentrioksid}\index{Salpetersyrlinganhydrid}\index{N$_{2}$O$_{3}$}
  47 \index{Nitrogensesqioksid}\index{Dewar flaske}
  48
  49
  50 \subsubsection{Teori}
  51 En blanding av nitrogendioksid og nitrogenmonoksid dannes ved
  52 redusering av middels sterk salpetersyre med kobber. Se
  53 likninger:\\
  54 \newline
  55 (I) 3Cu + 8HNO$_{3}$ = 3Cu(NO$_{3}$)$_{2}$ + 2NO + 4H$_{2}$O\\
  56 \newline
  57 (II) 2Cu + 6HNO$_{3}$ = 2Cu(NO$_{3}$)$_{2}$ + 2H$_{2}$O + 2NO$_{2}$\\
  58 \newline
  59 Når denne denne gassblandingen fortettes danner nitrogen
  60 sesquloksid etter likningen (III):\\
  61 \newline
  62 (III) NO$_{2}$ + NO = N$_{2}$O$_{3}$ (l)  Ved -10$^{o}$C\\
  63 \newline
  64 Ved -10$^{o}$C begynner væsken å spaltes i NO og NO$_{2}$ igjen.
  65 Som demonstrasjon kan noe av den blå væsken helles på bordet,
  66 hvorved
  67 utviklingen av rødbrun NO$_{2}$ gass kan sees godt.\\
  68 Med vann reagerer væsken og danner salpetersyreling.\\
  69 \newline
  70 (IV) N$_{2}$O$_{3}$ + H$_{2}$O = 2HNO$_{2}$\\
  71 \newline
  72 Ved vårt forsøk vil en del av nitrogendioksiden være løst i
  73 nitrogensesquioksiden. Dette skyldes at NO$_{2}$ lett dannes i
  74 overskudd og at den dannede NO lett reagerer med luftoksygenet.\\
  75 \newline
  76 (V) 2NO + O$_{2}$ = 2 NO$_{2}$\\
  77 \newline
  78 N$_{2}$O$_{3}$ kan isoleres ved å kjøle ned til -103$^{o}$C da
  79 væsken krystalliserer.
  80
  81
  82 \subsubsection{Forsiktig}
  83 Forsøket må utføres i avtrekk da nitrogendioksid (NO$_{2}$) er en
  84 giftig gass som  store mengder kan forårsake lungeødem. Har
  85 heldigvis en karakteristisk klorliknende lukt!\\
  86 Sterkere \sal enn angitt må ikke brukes, da reaksjonen vil gå alt
  87 for raskt og nesten ingen gass fortettes. Konsentrert \sal er
  88 sterkt etsende.\\
  89 tørris holder en temperatur på -76$^{o}$C, og kan forårsake
  90 brannsår på bar hud.
  91
  92 \subsubsection{Tips}
  93 Den sure kobbernitrat løsningen som blir tilbake kan nøytraliseres
  94 først med NaOH-løsning (sterk) ca. 100 ml og deretter litt
  95 ammoniakk-løsning for å vise at fargen på forskjellige
  96 kobbersalter kan spenne fra mørkeblått, blått, lys blått og grønt.
  97 En slipper også å helle en sterkt salpeter sur løsning i vasken.
  98
  99
 100 \subsubsection{Utstyr og kjemikalier}
 101 \begin{table}[h]\begin{tabular}{ll}
 102   Konsentrert \sal&  \\
 103   Kobber & (tråd, granulert, mynt) \\
 104   Silicagel (blågel) & Alternativt \sv \\
 105   Tørris &  \\
 106   Etanol & (rødsprit) \\
 107 \end{tabular}
 108 \caption{Kjemikalier til forsøket - NO$_{2}$ væske (blå)}
 109 \end{table}
 110
 111
 112
 113 \subsubsection{Referanser}
 114 \begin{description}
 115     \item[\lbrack1\rbrack] Knut Jynge $\&$~Bjørn Riise.
 116 \newblock Funny reactions.
 117 \newblock Chemistry reports, University Of Tromsø; Institute Of Mathematical
 118   and Physical Sciences, July 1985.
 119 \end{description}
 120
 121
 122
 123
 124
 125
 126
 127
 128