\documentclass[12pt,english,a4paper]{article}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage[norsk]{babel}
\usepackage{textcomp} % Extra symbols: arrows like \textrightarrow, currencies (\texteuro) \textcelsius ++
\usepackage{fancyhdr}
\usepackage{mathtools} % Contains the advanced math extensions for LaTeX (amsmath), fixes quirks, adds symbols
\usepackage[version=3]{mhchem} % Typesetting for chemistry. \ce{}
\usepackage{graphicx}
\usepackage{multicol}
\usepackage{wrapfig}
\usepackage{pdfpages} % Insert PDF documents
\usepackage{rotating} % Rotate any object. \begin{sideways(figure)}, \begin{turn}{deg} \begin{rotate}{deg}
\usepackage{hyperref} % \url{}, \href{}, \hyperlink{} -> \hypertarget{}
\usepackage{gensymb} % \degree
\usepackage{multirow} % Columns spanning multiple rows. \multirow{num_rows}{width}{contents}
\usepackage{pbox} % Forced linebreak in table cells: \pbox{n cm}{foo \\ bar}


\author{Jonas Krogh Eidbo}
\date{18/09/12 \\ \vspace{20pt} Lableder: Stian Forselv}
\title{\Large{\textsl{Eksperiment 3:}} \\ \vspace{10pt} {\textsc \huge{Kobersyklusen \\}}}

\begin{document}

\maketitle
\setlength{\headheight}{15.2pt} % Gir plass til \fancyhdr

\newpage
\pagestyle{fancy}

\lhead{Labrapport}
\chead{KJ1030}
\rhead{Jonas Krogh Eidbo}
\lfoot{18/09/12}
\cfoot{\thepage}
\rfoot{}

\section*{Hensikt}
Med dette forsøket skal kobbersyklusen undersøkes. Vi vil starte med kobbermetall, og skal gjennom en rekke reaksjoner lage ulike toverdige kobberfobindelser. Vi vil til slutt ende opp med kobbermetall igjen, derav navnet kobbersyklusen.
\section*{Teori}
  Kobber, i likhet med mange andre metaller (som f. eks tinn, bly og jern) er et reaktivt metall, og finnes derfor i naturen oksidert og bundet med andre grunnstoffer. Når metaller finnes bundet med andre stoffer i bakken kalles dette gjerne malm. For å isolere og utvinne rent kobber er det nødvendig å benytte seg av ulike kjemiske prosesser. \\\\ To av formene kobber finnes som i naturen er malakitt og azuritt. Disse to stoffene har historisk sett blitt brukt som fargestoffer, og kjennetegnes ved sine henholdsvis grønne og blå farger. Begge disse stoffene har en fordreid oktaedrisk struktur. På grunn av sin elektronkonfigurasjon ([Ar] \ce{3\!d^9}) har kobber(II)-ionet degenererte orbitaler. Dette vil si at det har flere orbitaler på samme energinivå med forskjellig antall elektroner. Jahn-Teller teoremet sier at når dette er tilfellet vil et oktahedrisk molekyl ikke være perfekt, men heller ha en akse der bindingene er lengre enn resten. Dette er for at molekylet skal ligge på et lavest mulig energinivå, der de ulike orbitalene påvirker hverandre minst mulig.\\\\ Under forsøket vil det dannes et tetraaminkompleks, \ce{[Cu(NH3)4]^2+ H2O}). Dette har en struktur som ser ut som vist:


\section*{Eksperimentelt}
 Cirka en cm kobbertråd (22.0 mg, 3.46 mmol) ble hentet og lagt i et reagensrør. Saltpetersyre (\ce {HNO3}, 10 M, ca. 2 mL) ble tilsastt så tråden ble dekt. Reagensrøret ble lagt på varmebad (100 \degree C) for å fremskynde oppløsningen av kobbertråden. Da tråden var oppløst og løsningen var blitt blåfarget ble den overført til et begerglass (100 mL).  \\\\ Løsningen ble så tilsatt natriumhydroksid (NaOH, 4 M) dråpevis til en utfelling av kobber(II) hydroksid (\ce{Cu(OH)2}) ble observert. pH ble undersøkt, da en for høy pH hindrer reaksjon. Saltpetersyre (\ce{HNO3}, 10 M) ble tilsatt for å senke pH til utfelling ble obervert. Bunnfallet ble så tilsatt ammoniakk (\ce{NH3}, 10 M) til alt var løst opp, og pH var over 8. \\\\ Det resulterende kobber(II) tetraaminkomplekset (\ce{[Cu(NH3)4]^2+})ble tilsatt farris til fargeforandring og utfelling ble observert. \\\\ Løsningen og bunnfallet ble så varmet på vannbad (100 \degree C) til fargeforandring ble observert. Blandingen ble så avkjølt i kaldt vannbad. Bunnfallet ble filtrert i en buchnertrakt. \\\\ En liten del av det filtrerte bunnfallet ble lagt i et begerglass og tilsatt saltsyre (\ce{HCl}, 1 M, 2 mL). En annen del ble lagt i en porselenskål og varmet over gassbrenner. Det resulterende pulveret ble avkjølt og tilsatt et par dråper svovelsyre (\ce{H2SO4}, 1 M). Resten av bunnfallet ble tilsatt svovelsyre til alt var løst opp. En jernspiker ble pusset før den ble lagt i løsningen.

\section*{Resultater}
\renewcommand{\arraystretch}{1.25}
 \begin{table}[h]\begin{center}\caption{Observerte kobber(II)forbindelser}\vspace{0.5cm}\begin{tabular}{| c | c | c | c |} \hline
\textbf{Nummer} & \textbf{Stoff} & \textbf{Formel} & \textbf{Farge} \\ \hline
1 & Kobber(II)-ion & \ce{Cu^2+} & Blå \\
2 & Kobber(II)hydroksid & \ce{Cu(OH)2} & -2.5 \\
3 & Tetramminkobber(II) & \ce{[Cu(NH3)4]^2+} & 7.5 \\
4 & Azuritt & \ce{2CuCO3*Cu(OH)2} & Lys blå \\
5 & Kobber(II)oksid & CuO & Svart \\ \hline


\end{tabular}\end{center}\end{table}
Av tabell 1 ser vi hvilke kobber(II)forbindelser som ble observert under forsøket. Kobberioner (\ce{Cu2+}) ble dannet etter oppløsning av kobbertråd i saltpetersyre. Kobber(II)hydroksid (\ce{Cu(OH)2}) ble observert etter tilsetting av Natriumhydroksid (\ce{NaOH}). Kobber(II) tetraamin (\ce{[Cu(OH)2]^2+}) ble observert etter tilsetting av ammoniakk (\ce{NH3}). Azuritt ble observert etter reaksjon mellom kobber(II) tetraamin og \ce{CO2}. Kobber(II)oksid (CuO) ble observert etter oppvarming av azuritt over gassbrenner.  Ved tilsetting av saltsyre til azuritt skjedde det ingen reaksjon. Ved tilsetting av svovelsyre (\ce {H2SO4}) til kobber(II)oksid ble det dannet blå løsning av kobber(II)ioner. Da en spiker ble lagt i denne løsningen skjedde det kraftig gassutvikling, avfarging av løsningen samt dannelse av fast kobber.  \\\\Følgende flytskjema beskriver reaksjonssyklusen:
%insert flytskjema her!!!!!!!!!!!!!!dfsfdsfgdhj



%\begin{table}[h]\begin{center}\caption{}\vspace{0.5cm}\begin{tabular}{ } \hline

%\end{tabular}\end{center}\end{table}


\section*{Diskusjon}
 Dannelsen av stoffene vist under resultater kan skrives med reaksjonsligningene vist under: \\\\
 Oksidasjon av kobber i saltpetersyre:\begin{equation} \ce {3Cu(s) + 8HNO3(aq) -> 3Cu^2+(aq) + 6NO3(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l)} \end{equation} Reaksjon mellom kobberioner og natriumhydroksid til kobber(II)hydroksid:\begin{equation} \ce{Cu^2+ (aq) + 2OH^- (aq) -> Cu(OH)2 (s)}\end{equation} Reaksjon mellom kobberhydroksid og ammoniakk til kobber(II) tetraamin:\begin{equation} \ce{Cu(OH)2 (s) + 4 NH3 (aq) -> [Cu(NH3)4]^2+ (aq) + 2OH^- (aq)}\end{equation} Reaksjon mellom kobber(II) tetraamin og karbondioksid til azuritt: \begin{equation} \ce {3[Cu(NH3)4]^2+ (aq) + 2HCO3^- (aq) -> 2CuCO3*Cu(OH)2 (s) + 4NH4^+ (aq)} \end{equation} Dannelse av kobber(II)oksid ved oppvarming av azuritt: \begin{equation} \ce {2CuCO3*Cu(OH)2 (s) ->[\Delta] 2CuO (s)} \end{equation}
 Da den pussede spikeren ble lagt i kobber- og svovelsyreløsningen ble kobber(II)ionene redusert tilbake til kobbermetall. \\Reduksjon av kobber(II)oksid ved hjelp av rent karbon ble ikke gjennomført da dette er en prosess som best egner seg i industrielle forhold, da blant annet kobberet må varmes opp til svært høye temperaturer.

\section*{Konklusjon}
Gjennom dette forsøket har kobber sine egenskaper blitt undersøkt, og Kobbersyklusen har blitt demonstrert.


\end{document}