Hensikt

Hensikten med dette forsøket, er å observere polare og upolare bindinger mellom ulike stoffer (molekyler) for å få en større forståelse av hvordan dipole stoffer reagerer. Stemmer det i praksis at “likt løser likt”?

 

Teori

Elektronparbindinger er ofte bindinger mellom ikke-metallatomer. Ikke-metaller trenger bare ett, to eller tre elektroner for å få edelgasstruktur. Men de kan ikke overføre elektroner fra det ene atomet til det andre, fordi begge trenger å motta elektroner. I stedet deler de elektroner. Forbindelser der atomene er bundet sammen med elektronparbindinger, kalles molekyler.

 

Et oksygenatom mangler to elektroner i det ytterste skallet for å få edelgasstruktur. Når to oksygenatomer går sammen og danner et oksygenmolekyl (O₂), deler de to elektronpar. Vi får en “dobbeltbinding”.

Som oftest er det forskjellige atomer som reagerer med hverandre i kjemiske reaksjoner, for eksempel når oksygen og hydrogen danner en forbindelse (H₂0).

 

I bindingen mellom oksygen og hydrogen trekker ikke atomkjernene like sterkt på det felles elektronparet. Elektronene blir trukket mot det atomet som har størst elektronegativitet, i dette tilfellet oksygen. H₂0-molekylet får overskudd av negative ladninger rundt oksygenatomet, mens det blir et underskudd av negative ladninger ved hydrogenatomet. Vi får da et molekyl med to poler. Et slikt molekyl kalles en dipol, og vi sier at det er blitt dannet en polar kovalent binding.

 

Vannmolekylet, H₂0

I vannmolekylet er oksygenatomet og hydrogenatomene bundet sammen med polare elektronparbindinger. Oksygenatomet er mer elektronegativt enn hydrogenatomet og trekker dermed mer på elektronene enn det hydrogenatomene gjør. Vi får derfor et overskudd av elektroner rundt oksygenatomet og et underskudd av elektroner rundt hydrogenatomene. Vannmolekylet har derfor to poler, en negativ pol ved oksygenatomet og en positiv pol ved hydrogenatomene (se figuren). Vi sier at vannmolekylet er en dipol (di = to, altså to poler).

 

 

Polare molekyler vil derfor lage forbindelser med andre polare molekyler, og upolare med upolare. Vis du blander polare og upolare molekyler, vil det ikke skje en reaksjon.

 

I dette forsøket blir det brukt Heksan (C₆H₁₄) og Vann (H₂0) som løsemiddel. Et løsemiddel brukes vanligvis til å løse opp et annet stoff enten det er i væskeform, gassform, eller som fast form.

Strukturformel for vann- og heksanmolekyl

Vann

 

Heksan

 

 

Utstyr

- Vann

- Eppendorfrør

- Reaksjonsbrett

- Begerglass

- Pipette

- Hansker

 

Kjemikalieliste

- Kaliumjodid (Kl)

- Parafinolje

- Kobber(II)sulfat-pentahydrat (CuSO4*5H2O)

- I₂ (jod)

- Heksan (C6H14)

 

Fremgangsmåte
Det ble fylt opp en spatelspiss av hvert av følgende stoffer: Kaliumjodid, Parafinolje, Kobber(II)sulfat-pentahydrat og Jod i hvert sitt eppendorfrør. Det ble lagt doble porsjoner av nevnte stoffer fordi testen går ut på å teste reaksjonen med kjemikaliene med to forskjellige løsemidler (vann og heksan). Det ble blandet vann med fire av eppendorfrør’ene og deretter observert resultater. Det samme ble gjentatt med heksan. Deretter ble det fylt litt vann og heksan i samme beholder og rørt rundt. Dette ble gjort mens gruppen tok notater.

 

Resultater
P= Polart
U= Upolart

	Kl	Parafinolje	CuSO 4 * 5 H2O	I2 (jod)	Heksan
Vann (H20) POLART	P/P Løselig Farge: klart	U/P Ikke løselig Farge: klart	P/P Løselig Farge: blå	U?/P litt løselig Farge: brunaktig	P/U Ike løselig Farge: klart
Heksan UPOLART	P/U Ikke løselig Farge: klart	U/U Løselig Farge: klart	P/U Ikke løselig Farge: klart	U/U Løselig Farge: lilla

Ut i fra tabellen kan det bekreftes at” likt løser likt” i og med at de polare stoffene løser seg i vann (polart) og de upolare stoffene løser seg i heksan (upolart).

 

Kaliumjodid og kobber(II)sulfat-pentahydrat er ioneforbindelser fordi ioneforbindelser er salter og salter løses opp i vann. Grunnen til at vi kan betrakte ioneforbindelser som polare stoffer er fordi det som løses opp i vann er polare stoffer.

 

Blandet med vann. Stigende rekkefølge:

Parafinolje, Kl, CuSO 4*5 H2O, I2

 

Blandet med heksan. Stigende rekkefølge:

Parafinolje, Kl, CuSO 4*5 H2O, I2

 

 

                                Vann                               Heksan

 

Diskusjon

Når et polart stoff ble tilsatt vann som løsningsmiddel, skjedde det en reaksjon der stoffene blandet seg. Kobber (II) sulfat-pentahydrat og Jod endret farge, mens Kaliumjodid holdt seg klar i fargen. Grunnen til at denne reaksjonen kan skje, er fordi vi det er 2 polare stoffer som kommer i kontakt med hverandre (dipoler) som har en positiv ladet del og en negativ ladet del av molekylet. Når to polare stoffer (dipoler) kommer i kontakt med hverandre kan elektronene vandre i og med at det er både positive og negative krefter som virker stoffene. Det fungerer på samme prinsipp som at to magneter møter hverandre med polene og kan trekke på hverandre hvis de møter motsatt pol.

 

Ut i fra at Jod er upolart og at vann er polart, er det ulogisk at det skjedde en kjemisk reaksjon her. Grunnen til at man vet at det skjedde en kjemisk reaksjon at fargen endret seg til litt brunaktig og man kunne i tillegg se at stoffet var litt oppløst i løsemiddelet (vannet). Årsaken til dette er «midlertidig dipol». Jod har nemlig en stor elektronsky, så derfor er det lett å forandre litt på det ene I-atomet. F.eks hvis et annet atom dytter og drar litt på elektronene, i dette tilfelle vann, vil dette ha en effekt på elektronene i Jod. I2 vil da få ett øyeblikks lite tilskudd eller fratrekk av elektroner, og molekylet vil derfor bli en midlertidig dipol.

 

Konklusjon

Resultatene stemmer overens med hypotesen “likt løser likt”, som defineres med at polare stoffer løses i polare løsemidler og omvendt. Men hypotesen hadde ett unntak. Når Jod ble løst i vann, var ikke dette helt uløselig, altså delvis løselig. Vannet fikk en gulbrun farge i kontakt med I2 på grunn av midlertidige dipoler i Joden. Dette resulterte i at noen av Jod-molekylene løste seg i vannet, men ikke alle, slik at det Jod ble delvis oppløst. Med dette forsøket er hypotesen ”Likt løser likt” bekreftet, og det viser seg at det ikke bare stemmer i teorien, men også når det kommer til å utføre det i praksis.

 

 

Kilder: http://files.itslearning.com/content/ebok/www.ebok.no/itsolutions/html/
2701_elektronparbindinger.html