VASTAUKSET HARJOITUSTEHTÄVIIN

Tehtävä 1.
  

Rauta hapettuu, sillä Fe²⁺ menettää yhden elektronin muuttuessaan Fe³⁺-ioniksi.

Tehtävä 2.
 

a) Rauta(II)sulfaatti on ferrosulfaatti ja rauta(III)sulfaatti on ferrisulfaatti.

b) FeSO₄ + HNO₃ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + NO + H₂O

c) Rauta: +2 → +3, eli hapettuu; typpi: +5 → +2, eli pelkistyy typpioksidiksi

d) Tasapainotettu reaktioyhtälö on 6 FeSO₄ + 2 HNO₃ + 3 H₂SO₄ →  3 Fe₂(SO₄)₃ + 2 NO + 4 H₂O

Tehtävä 3. 
 

a) Kun rauta-atomi Fe luovuttaa kaksi elektronia syntyy Fe²⁺-ioni, joka on 2-arvoinen ioni. 3-arvoinen rautaioni on Fe³⁺ioni. 

b) Hapon ja emäksen välisessä neutralointireaktiossa syntyvä ioniyhdiste on yleisnimeltään suola.

c) Kidehydraatti tai lyhyesti hydraatti.

Tehtävä 4.
 

a) Hapettumistapahtumaan liittyy aina myös pelkistymistapahtuma. Tässä tapauksessa rauta(II)ionin luovuttama elektroni, vetyioni ja happi muodostavat pelkistymisreaktiossa vettä.

b) H⁺-ioni edustaa happamuutta.

c) Hapentarve lasketaan reaktioyhtälön perusteella käyttämällä apuna suhteellisia atomimassoja. M(Fe) = 56 g/mol ja M(O₂) =  2 × (16 g/mol) = 32 g/mol. Reaktioyhtälön mukaan rautaa kuluu mooleissa 4 kertaa enemmän kuin happea. Muodostetaan verranto näiden välille merkitsemällä hapentarvetta x:llä. 7 g/(4 × 56) = x/32. Ristiinkertomalla verrannosta saadaan x = 1 g, eli happea kuluu 1 g.

Tehtävä 5.
 

a) Rauta(III)fosfaatti (ferrifosfaatti) ja rauta(III)hydroksidi (vanhentunut nimi ferrihydroksidi).

b) Fe³⁺-ioni on Lewis-happo.

c) Kolloidihiukkasten pinnassa on tavallisesti negatiivinen sähkövaraus. Siksi niiden välillä toimii samanmerkkisyydestä johtuva sähköstaattinen poistovoima, joka estää niitä tarttumasta kiinni toisiinsa ja saostumasta. Positiiviset rautaionit kumoavat tämän negatiivisen varauksen, jolloin hiukkaset pääsevät lähelle toisiaan ja alkavat muodostaa saostumia. Rautaionien suuri positiivinen sähkövaraus on eduksi tässä tapahtumassa. Saostumat voidaan poistaa laskeuttamalla.

Tehtävä 6.
 

Alkaliteetillä tarkoitetaan tavallisesti emäksisyyttä. Alkaliteetin alentaminen tarkoittaa tässä tapauksessa pH:n alentamista, koska happamuutta edustavat H⁺-ionit reagoivat liuoksen sisältämien, emäksisyyttä eli alkaliteettia aiheuttavien hiukkasten kanssa. Tällöin siis alkaliteetti kuluu ja pH-arvo laskee vastaavasti.

Tehtävät on muokattu Charles E. Mortimerin oppikirjaan liittyvistä verkossa olevista harjoitustehtävistä.
C.E. Mortimer (suom. Marjatta Hakkarainen): KEMIA, Opetushallitus 1997.