» »

kemijski problem

kemijski problem

gzibret ::

Imam en kemijski problem. Prosim za pomoč, ker sem se včeraj cel dan ubadal s tem pa nisem prišel do dna.

Problem je sledeč:

Kosti jamskega medveda (Ursus spaeleus) smo analizirali z rentgenogramom (ki nam poda mineralno sestavo). Rentgenogram je pokazal na prisotnost:

apatit (večina odbojev), formula: Ca5[PO4]3(OH)
nekaj malega karbonat: CaCO3

Nadalje smo analizirali kost s kemijsko analizo (mikrosonda v visokem vakuumu) in dobili sledečo sestavo:

C 24%
O 53%
Na+Mg 1%
P 7%
Ca 15%

% so molski procenti. Odstopanja so v rangu nekaj %.

Sedaj pa še malo teorije:

V apatitu lahko kalcij nadomeščajta natrij in magnezij. Poleg tega se lahko nadomeščata tudi PO4 in CO3 skupini v apatitu s tem, da je apatit fosfat in PO4 skupina prevladuje.

Naloga:

Na podlagi kemijske sestave določi razmerje PO4 in CO3 skupine v apatitu.

Zanima me:
- ali je naloga sploh rešljiva (IMO je, lahko jo rešim s poskušanjem)
- ali se lahko izpelje kakšna enačba, kamor bi noter nametal % in bi vrglo razmerje (npr. PO4:CO3=5:1 ali kaj podobnega.

Zakaj naloge ne rešim s poskušanjem? Ker imam podatke od več 100 kosti pa bi porabil za to nalogo kakšne pol leta :( .

Hvala za kakršnokoli pomoč.
Vse je za neki dobr!

singular ::

Če sem prav prebral imaš 3x po4 in 1x co3, en o pa je vezan še v oh skupini. Razmerje med co3 in po4 je potem po mojem takšno kot sem napisal spodaj, res pa je da se kemije nisem dotaknil že par let:)

v molskih procentih:

co3=0,339375->33.9%

po4=0,4675->46.7%



Razmerje med skupinama je okrog 3:1, če gledaš po številu skupin in ne masi..

snow ::

> C 24%
> O 53%

Tole me moti. Kako je to v takem čudnem razmerju? C : O bi moralo biti vsaj 1:3. Se pravi kisika vsaj 3x več kot ogljika, sploh če upoštevamo še kisik iz apatita.

Drugače pa je apatit:karbonat = (P/3) : C

Druga enačba je pa da je apatit + karbonat = 100% :)


Po moje? Alpa sem še neki zblojen, ker sem mal bolj malo spal danes ponoči.
Random mutation plus nonrandom cumulative natural selection - Richard Dawkins

snow ::

Se pravi dobiš ven:

apatit = 100% / (1+ 3C/P)
karbonat = 100 % / (1 + P/3C)
Random mutation plus nonrandom cumulative natural selection - Richard Dawkins

gzibret ::

Hvala, Snow in Skaara za pomoč.

Vseeno pa mene ne zanima razmerje med apatitom in karbonatom, ampak razmerje med PO4 in CO3 skupino v apatitu.

Apatit ima v bistvu formulo (Ca, Mg, Na)5 [(PO4), (CO3)]3 * (F, Cl, OH).

vejice v oklepajih pomenijo, da se prvine v kristalni rešetki lahko nadomeščajo ena z drugo v poljubnih razmerjih (so med seboj kompatibilne - podoben radij, podobna elektronegativnost, podoben naboj).

Torej, mene zanima razmerje med PO4 in CO3 skupino v kristalni rešetki apatita. A je to možno?

Vedno bolj kot tuhtam, vedno bolj se mi zdi, da to ni možno izračunati.

Snow: Tudi mene moti, da je toliko ogljika. Kaka ideja, kam z njim? Morda je ogljik v obliki hidrogela, zato ga RTG ne zazna.
Vse je za neki dobr!

Zgodovina sprememb…

  • spremenilo: gzibret ()

snow ::

Aha.. to je pa to ko jaz ne znam brat! :)

Najprej lahko odštejemo tisti fosfor stran... oziroma odštejemo koliko (Ca,Mg,Na) je vezano na fosfat. Ostalo je vezano prosti karbonat ali na karbonat v apatitu:

a (Ca,Mg,Na)5 (CO3)3 (v apatitu)
b Ca CO3 (v karbonatu)

Zdej mamo:

5a+b = Ca+Mg+Na - 5P/3; (Ca,Mg,Na ki niso vezani na fosfat)

3a+b = C; (ogljik)

Neznanki sta a in b, ostalo so tisti množinski deleži.

Tebe pa zanima: razmerje a*C : P (karbonat proti fosfatu v apatitu).


Sam problem je itak tale ogljik.. a se da še s kakšno drugo metodo naredit elementno analizo kosti?
Random mutation plus nonrandom cumulative natural selection - Richard Dawkins

Zgodovina sprememb…

  • spremenilo: snow ()

snow ::

gzibret a kaj štima tale moja izpeljava?
Random mutation plus nonrandom cumulative natural selection - Richard Dawkins

gzibret ::

Snow, najlepša hvala za pomoč. Mislim pa, da mi to ne pomaga kaj dosti. Ker:

Lahko izračunaš, koliko Ca je vezano na P
Ostanek Ca povežeš s CO3

Samo ne moreš pa določiti vsebnost CO3 v apatitu. Nemogoče. IMO

Sem pa mislil, če bi kdo slučajno videl kakšno rešitev, ki jo jaz nisem. Malo sem probal s kisiki, vendar bi s tem šlo, če bi bilo več fosforja, ker en atom fosforja pokuri 4 kisike, atom ogljika pa 3 in bi pol nekako preračunal še s pomočjo Ca, saj Ca v apatitu porabi manj O kot Ca v karbonatu (v bistvu bi imel 3 enačbe in 3 neznanke).

Samo v tem primeru, ko je pribitek ogljika, je tole malo neizvedljivo, ker imaš 2 enačbi in 3 neznanke.

Malo upanja vseeno ostaja, ker če predpostavimo 100% zasedenost mest v apatitu s PO4 skupino, ves ostanek Ca pa se porabi za karbonat, zmanjka kisikov. Če pa predpostavimo 50:50=CO3:PO4 (v apatitu), pa je kisikov preveč. Samo moram enkrat najti "trenutek inspiracije", ki pa na žalost do sedaj še ni prišel, da zadevo spravim v enačbe.

Kemijska določitev bi bila možna če bi dal na kemijsko analizo le apatit, ki bi ga moral nekako osamiti (npr. z 5% HCl bi raztopil karbonat). Samo to zahteva veliko časa in $, pa se človek na koncu vpraša čemu?

Glede tvoje izpeljave:

> Najprej lahko odštejemo tisti fosfor stran... oziroma odštejemo koliko (Ca,Mg,Na) je vezano na fosfat. Ostalo je vezano prosti karbonat ali na karbonat v apatitu:

To je čist OK.

> a (Ca,Mg,Na)5 (CO3)3 (v apatitu)
> b Ca CO3 (v karbonatu)

a in b so molski %, a mam prav?

Pol pa ne vem več, kako dalje:

> 5a+b = Ca+Mg+Na - 5P/3; (Ca,Mg,Na ki niso vezani na fosfat)
> 3a+b = C; (ogljik)

5 karbonatnih skupin v apatitu in ena v karbonatu = kompleten Ca (+Mg+Na), ki ni vezan na fosfor (lahko komot izračunamo oz. vrednost pride 27.66 molskih%)
3 karbonatne skupine v apatitu in ena v CaCO3 nam da celokupen ogljik (oz. 24 mol.%)

5a+b=27.66
3a+b=24

=> a=1.835; b=18.485

A sem prav razmišljal?

To je čisto v redu. Samo ogljika pri meni je dosti preveč, da bi tole štimalo. Teoretično pa je čisto v redu. Ogljik je IMO tukaj skrit v kakšnem gelu, da ga rentgen ne zazna. Pod scanning elektronskim mikroskopom pa se C tudi ne vidi, ker ne odbija elektronov. Zazna ga le emisijska spektroskopija ali pa kakšen ICP (ki pa ni narejen).

> Tebe pa zanima: razmerje a*C : P (karbonat proti fosfatu v apatitu).

Mene zanima a : P (če sem prav razumel), kar pride 1.835 : 7 oziroma 0.26 : 1 oz. na vsake 4 fosfate en karbonat. Čisto možno.

Pol pa smo po drugi strani upoštevali, da je ves C vezan ali v apatit ali karbonat v obliki CO3 skupine. Kaj pride ven? C=24 mol% => O bi moralo biti 24*3=72 mol. %, kar je nemogoče! Lahko pa gremo po drugi poti in rečemo, da je O v PO4 skupini 4*7=28, torej ga ostane še 53-28=25, ki je vezan z ogljikom, torej je C v CO3 skupini 8,33 mol%, ostali C pa je 15.66 mol% C v kakšni drugi obliki.

Kaj pa, če bi v tvoje enačbe šel z 8,33 mol% C, samo bi IMO moral korigirati še ostale % (za P, Ca itd..), da bi bilo skupaj 100%. Samo v tem primeru bi bilo spet vprašanje, a bi štimali kisiki (ker bi bilo P temu primerno več).


Kaj pa, če bi podobno poskusil s kisiki?

Je pa tvoja izpeljava povsem teoretično korektna. Vseeno pa me moti ogljik. Fajn bi bilo, če bi šlo brez njega.

Vseno najlepša hvala! Če pa ti pride kakšna fajna ideja na misel, pa se priporočam.
Vse je za neki dobr!

snow ::

No pa gremo se enkrat od zacetka in kompletno :]

Mamo 4 znane podatke: M [Ca,Na,Mg], C, P, O
In 3 neznanke: a b c
a M5[PO4]3OH
b M5[CO3]3OH
c MCO3

Napisemo 4 enacbe:
M = 5a + 5b + c
C = 3b + c
P = 12a
O = 13a + 13b + 3c

Zdej se odlocis katerega elementa[enacbe] ne bos uposteval in izracunas a in b... ki te zanimata. So far soo good.
Zdaj pa k slabemu delu: Podatki tolk ne stimajo da glava boli. Sam z neupostevanjem M sem dobil vredu rezultate, v ostalih treh primerih sem dobil neke negativne odstotke.

Zdej a je ogljika prevec ali pa kisika premalo ali se kaj druga narobe pa nebi vedel.

Mogoce bi probal par jih s pomocjo HCl, pa probal kakšno korelacijo rentensko analizo potegnat?


Ono prej zgoraj si pa mal narobe zracunal tisti Ca,Mg,Na ki ni vezan na fosfat.. tam je vmes - ne +.
Random mutation plus nonrandom cumulative natural selection - Richard Dawkins

gzibret ::

Napisemo 4 enacbe:
M = 5a + 5b + c
C = 3b + c
P = 12a
O = 13a + 13b + 3c

Samo malo...

A ni prav takole:

M = 5a + 5b + c
C = 3b + c
P = 3a
O = 13a + 10b + 3c

:\

Samo tako bi pa šlo. IMO. Bom preračunal vrednosti od večih kosti, pa bomo videli, a da rešitev dobre rezultate.
Vse je za neki dobr!

gzibret ::

Končni rezultat pa je v bistvu razmerje a:b.
Vse je za neki dobr!

snow ::

Da, končno je a:b.

Ahahaha ker debil sem :) Ja tam je P = 3a!
(Mogoče sem tud zato dobil skos neke napačne rezultate)

No povej pol kako se je izšlo.
Random mutation plus nonrandom cumulative natural selection - Richard Dawkins

snow ::

Da pa tam O = 13a + 10b + c.

Oh my god kako površen sem. No ideja je pa le bla :)
Random mutation plus nonrandom cumulative natural selection - Richard Dawkins

gzibret ::

Povem drugi teden, ker imam jutri dopust. :)
Vse je za neki dobr!

snow ::

Nič še nisi povedal:))
Random mutation plus nonrandom cumulative natural selection - Richard Dawkins

gzibret ::

Mah, kr neki minusi prihajajo. Pa je vseeno, ali črtaš enačbo s kisikom ali ogljikom. Efekt je isti.

Problem je, ker je preveč C (amorfni ogljik oz. amorfna organska snov).

Če bo članek kdaj ugledal luč sveta, obvestim (jaz ne bom avtor, tole me je prosil sodelavec, če mu lahko kaj pomagam). Čeprav meni ni povsem jasno, kaj hoče s tem dokazati. Morda kake paleoprehranske navade jamskih medvedov... :D

Vseeno hvala lepa za pomoč. Si bom zapomnil tale postopek, ker mi utegne še kdaj prav priti.
Vse je za neki dobr!


Vredno ogleda ...

TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
»

kemija

Oddelek: Šola
274922 (2730) Abrakada
»

Kje dobiti kalcijev bikarbonat?

Oddelek: Loža
436932 (5813) Fave

kako bi lahko greli hiso s kalcijevim oksidom - apno

Oddelek: Znanost in tehnologija
232776 (1976) PaX_MaN
»

Redoks reakcije

Oddelek: Šola
51222 (1063) gruntfürmich
»

kemijsko vprašanje

Oddelek: Znanost in tehnologija
384451 (3937) Fajrwol

Več podobnih tem