Kemi, HF0023

Tekniskt Basår

9 högskolepoäng

Kurskompendium

För information om kursen: Kontakta amal.lahlou@sth.kth.se

2

3

Kurs-PM Kurs: HF0023 Kemi på Tekniskt Basår KTH STH, Campus Haninge Tentamen: TEN1: 7 högskolepoäng

Datum: KS Måndagen den 2 mars. OBS! Formelsamling inte tillåten!

TEN 1:1 Måndagen den 7 maj . Formelsamling tillåten!

Ang. tentatider: Håll dig uppdaterad via skolans hemsida! Kom ihåg att anmäla dig till tentan på Mina Sidor!

Tentamen består av två delar: Del 1: 20 poäng eller mer av 30 möjliga ger betyg E. Del 2: Rättas endast om del 1 är godkänd. Antal poäng som erhålls ligger till grund för betyget. Betygsgränserna fördelas enligt följande:

Betyg E: 0-2 poäng Betyg D: 3-5 poäng Betyg C: 6-8 poäng Betyg B: 9-12 poäng Betyg A: 13-15 poäng Betyg på tentamen ger slutbetyg, under förutsättning att LAB1 är godkänd

Laborationer: LAB1: 2 högskolepoäng Fem obligatoriska laborationer. För varje enskild laboration krävs att man har med sig förberedelseuppgiften till laborationstillfället. Läraren bedömer på plats om förberedelseuppgiften anses seriöst gjord. Om inte får laborationen göras om vid senare tillfälle.

Till laboration 1,2 och 4 ska skriftlig rapport lämnas in senast fem arbetsdagar efter genomförd laboration. Sent inkommen rapport rättas inte och laborationen bedöms som ogjord. Om rapporten ska justeras ska detta göras inom fem arbetsdagar efter det att studenten fått tillbaka rapporten av läraren. Om läraren vid andra inlämningen inte kan godkänna rapporten har studenten återigen fem arbetsdagar på sig att justera rapporten. Blir rapporten inte godkänd vid denna tredje inlämning bedöms laborationen som ogjord och måste i så fall göras om.

Skriv namn, klass och laborationsgruppsbeteckning på försättsbladet till rapporten. Ett restlaborationstillfälle finns vid kursens slut. Då kan de som av en eller annan anledning missat en laboration göra denna. Man får maximalt göra två laborationer under detta tillfälle. Student som vill göra restlaboration måste i förväg meddela sin lärare detta. Efter avslutad termin nollställs laborationskursen. Detta innebär att man efter genomförd första termin antingen är godkänd på laborationskursen, eller så har man inget gjort och måste göra om alla laborationer från början.

Litteratur: ■ Gymnasiekemi 1 (Andersson, Sonesson, Stålhandske, Tullberg)

Liber. ISBN 978-91-47-08557-6 - Formler och tabeller (Björk, Brolin, Pilström, Alphonce) - Kurskompendium i kemi som kan laddas ner från www.bilda.kth.se

under flikar: kemi och sedan teori

4

Kurskod HF0023 kemi/Basårskurs/9,0 hp Mål för kemikursen Efter avslutad kurs ska studenten kunna - genomföra experimentella undersökningar på ett ur säkerhetssynpunkt tillfredsställande sätt. - bearbeta, tolka och (såväl muntligt som skriftligt) redovisa resultat uppkomna ur experimentella undersökningar. - använda det periodiska systemet för att beskriva atomens byggnad och redogöra för likheter och skillnader mellan olika grundämnens egenskaper. - beskriva olika bindningstyper och kunna relatera olika ämnens egenskaper till aktuella bindningstyper. - förstå vilka bindningar som bryts och bildas vid olika typer av reaktioner. - skriva såväl enklare som mer avancerade reaktionsformler. - genomföra och förstå stökiometriska beräkningar utifrån givna eller egenhändigt skrivna reaktionsformler, men även andra enklare beräkningar. - använda begreppen oxidation och reduktion för att beskriva kemiska reaktioner. - beskriva vad som kännetecknar såväl starka som svaga syror och baser och dessutom ge några exempel på syror och baser. - redogöra för pH-begreppet och genomföra enklare pH-beräkningar. - genomföra neutralisations- och titreringsberäkningar. - förklara begreppen jämvikt och buffertverkan på ett kortfattat sätt. - kortfattat redogöra för några ämnesgrupper inom den organiska kemin. - tolka entalpiändringar vid kemiska reaktioner och genomföra enklare beräkningar på entalpiändringar. - förstå drivkraften för kemiska reaktioner utifrån entalpiändringsperspektiv. - beskriva, tolka och förstå några vanliga miljöeffekter ur ett kemiskt perspektiv. - använda kemi för att beskriva enklare saker i vardagliga och tekniska sammanhang. Innehåll Innehållsmässigt motsvarar kursen gymnasieskolans kurs Kemi 1. Examination TEN1 – Tentamen, 7,0 hp, med betygsskalan A, B, C, D, E eller F. LAB1 – Laboration, 2,0 hp, med betygsskalan E eller F. Slutbetyget ges om båda ovanstående moment är avklarade och då blir slutbetyget identiskt med betyget på TEN1.

5

Formelblad: Grundämnenas periodiska system (atomnummer, symboler och atommassor)

1 H

1,01

2 He 4,00

3 Li

6,94

4 Be 9,01

5 B

10,8

6 C

12,0

7 N

14,0

8 O

16,0

9 F

19,0

10 Ne 20,2

11 Na 23,0

12 Mg 24,3

13 Al

27,0

14 Si

28,1

15 P

31,0

16 S

32,1

17 Cl

35,5

18 Ar 39,9

19 K

39,1

20 Ca 40,1

21 Sc

45,0

22 Ti

47,9

23 V

50,9

24 Cr 52,0

25 Mn 54,9

26 Fe 55,8

27 Co 58,9

28 Ni

58,7

29 Cu 63,5

30 Zn 65,4

31 Ga 69,7

32 Ge 72,6

33 As 74,9

34 Se

79,0

35 Br 79,9

36 Kr 83,8

37 Rb 85,5

38 Sr

87,6

39 Y

88,9

40 Zr 91,2

41 Nb 92,9

42 Mo 95,9

43 Tc (99)

44 Ru

101,1

45 Rh

102,9

46 Pd

106,4

47 Ag

107,9

48 Cd

112,4

49 In

114,8

50 Sn

118,7

51 Sb

121,8

52 Te

127,6

53 I

126,9

54 Xe

131,3 55 Cs

132,9

56 Ba

137,3

*57 La

138,9

72 Hf

178,5

73 Ta

180,9

74 W

183,9

75 Re

186,2

76 Os

190,2

77 Ir

192,2

78 Pt

195,1

79 Au

197,0

80 Hg

200,6

81 Tl

204,4

82 Pb

207,2

83 Bi

209,0

84 Po

(210)

85 At

(210)

86 Rn

(222) 87 Fr

(223)

88 Ra

(226)

**89

Ac (227)

* 58

Ce 140,1

59 Pr

140,9

60 Nd

144,2

61 Pm (145)

62 Sm 150,4

63 Eu

152,0

64 Gd

157,3

65 Tb

158,9

66 Dy

162,5

67 Ho

164,9

68 Er

167,3

69 Tm 168,9

70 Yb

173,0

71 Lu

175,0 ** 90

Th (232)

91 Pa

(231)

92 U

238,0

93 Np

(237)

94 Pu

(242)

95 Am (243)

96 Cm (247)

97 Bk

(247)

98 Cf

(249)

99 Es

(254)

100 Fm (253)

101 Md (256)

102 No

(256)

103 Lr

(257) Gasernas allmänna tillståndslag................... p V n R T⋅ = ⋅ ⋅

Allmänna gaskonstanten.............................. R J mol K= ⋅ ⋅−8 314 1, ( )

Avogadros konstant.................................... N molA = ⋅−6 022 1023 1,

Den elektrokemiska spänningsserien:

...K,...Ba,...Ca,...Na,...Mg,...Al,…Ti….Zn,...Fe,...Ni,...Sn,...Pb,...H,...Cu...Hg,..Ag,...Pt,.

..Au

Preliminär kemiplanering för vårterminen 2015 Läromedel: - Gymnasiekemi 1 (Andersson, Sonesson, Stålhandske, Tullberg) Liber. ISBN 978-91-47-08557-6

- Formler och tabeller (Björk, Brolin, Pilström, Alphonce) - Kurskompendium i kemi

Datum: Avsnitt: Sidor i bok: Uppgifter: Vecka 3

F1 Grundläggande kemiska begrepp 1-14 1.1-1.15

Ämnen och deras omvandlingar 1-14 1.1-1.15

F2 Atomerna - ämnenas byggstenar 15-31 2.1-2.24

Grundämnenas släktskap 32-48 3.1-3.5

F3 Grundämnenas släktskap 32-48 3.6-3.21

Vecka 4 F4 Kemisk bindning 1 49-66 4.1-4.16 F5 Kemisk bindning 1+2 67-92 5.1-5.5 F6 Kemisk bindning 2 67-92 5.6-5.27 F7 Repetition av kap 1-5 1- 98 Vecka 5 F8 Massa, substansmängd, molmassa 106-115 6.1-6.23 F9 Att skriva reaktionsformler och räkna 117-129 7.1-7.10 med mol. Ekvivalenta substansmängder F10 Formeln för en kemisk förening,överskott130-131 7.11-7.19 F11 Lösningars halt 132-138 7.20-7.28 Vecka 6 F12 Utfällningsreaktioner. Rapportskrivning 138-147 7.29-7.35 Laboration 1 Grupp 1 L1 Grupp 2 L1 Grupp 3 Vecka 7 F14 Stökiometri. Typexempel 106-147 F15 Repetition 103-127 7.1-7.33 F16 Gas, vätska eller fast ämne 150-156 8.1-8.2 F17 Gas, vätska eller fast ämne 156-160 8.3-8.13 Vecka 8 F18 Repetition och presentation av labb 2 L2 Grupp 2 L2 Grupp 3 L2 Grupp 1

7

Vecka 9 F19 Redox. Metaller. Spänningsserier och 177-183 9.1-9.11 repetition F20 Repetition Vecka 10

Måndag 2 mars Kemikontrollskrivning 1-176 L3 Grupp 3 L3 Grupp 1 L3 Grupp 2 Vecka 12 F21 Syrabasreaktioner – protonövergångar 196-206 10.1-10.16 F22 Syrabasreaktioner – protonövergångar 206-218 10.17- 10.28 F23 Syra, baser. Neutralisation, titreringar 218-22 10.29 F24 Kemin och hållbar utveckling och repetition 290 Vecka 13 L4 Grupp 1 L4 Grupp 2 L4 Grupp 3 F27 Energiändringar vid kemiska reaktioner 230-240 12.1-12.20 Vecka 14 F25 Entalpieändring och värme 241-245 12.1 - 12.5 F26 Energiändringar vid kemiska reaktioner 234-240 12.13-12.15 F27 Repetition Vecka 15 F28 Redox. Metaller. Spänningsserier 177-183 9.1-9.11 F29 Halogener. Oxidationstal 183-194 9.12-9.23 F30 Elektrokemi. Galvanism 258-266 13.1-13.7 F31 Elektrolys och repetition 267-272 13.8-13.9 F32 Kolföreningar, nomenklatur 197-222 11.1 -11.9 F33 Kemiska klasser 197-222 11.10-11.12 Vecka 16 L5 Grupp 2 L5 Grupp 3 L5 Grupp 1 Vecka 17 F34 Repetition inför skrivningen 1-270 Datum: den 7 maj Kemiskrivning 1-270 Restlabb Restlabbar. Anmälan obligatoriskt Prova förlagets webstöd till läroboken, Gymnasiekemi A online, som du hittar under. www4.liber.se/gymnasiekemi

8

2

Laborationsutrustning

1. Provrör

2. Provrörsställ

3. Provrörshållare

4. Separertratt

5. Vollpipett

6. Pipetteringsboll (peleusboll)

7. Mätcylinder

8. E-kolv

9. Mätpipett

10. Droppipett

11. Urglas

12. Kristallisationsskål

3 4

5 9 10 11

1

6

7 8

12

9

13. Sättkolv

14. Tvättflaska

15. Mätglas

16. Fraktionskolv

17. Vanna

18. Rundkolv

19. Bägare

20. Stativ

21. Pulvertratt

22. Filtrerställ

23. Tratt

24. Byretthållare

25. Byrett

13

14 15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

10

26. Degel

27. Triangel

28. Trefot

29. Trådnät

30. Degeltång

31. Degellock

32. Sked

33. Provplatta

34. Mortel

35. Mortelstöt

36. Porslinsskål

37. Skyddsglasögon

38. Gasutvecklingsapparat

39. Sprutflaska

40. Kokring

41. Klämmare

42. Slangklämma

43. Muff

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

11

Att skriva laborationsrapport

Disposition

Försättsblad

Sidhuvud* längst upp till vänster på försättsbladet: Ämne (t.ex. Kemi) Laborationsnummer (t.ex. Laboration 1) Datum (=datum då laborationen gjordes) Ditt namn Medlaborant:…… Ange klass *ska även finnas högst upp på varje sida i den fortsatta laborationsrapporten.

Rubrik Mitt på försättsbladet skrivs rubriken med större typsnitt. Rubriken ska vara den samma som den som står i laborationsinstruktionen

Följande sju rubriker ska finnas med:

Inledning

Definiera uppgiften samt presentera din eventuella hypotes som beskriver syfte med laborationen. En frågeställning som presenteras i inledningen ska besvaras under rubriken slutsats.

Materiel och kemikalier

Här anges använd laborationsutrustning och kemikalier. När man skriver i rapporten för första gången en använd kemikalie, ska man skriva både namn och kemisk beteckning i parantes.

Utförande

Beskriv hur du gjorde laborationen. Skriv inte av instruktionen. Använd följande tempusform: ” Ett magnesiumband fördes in i en gaslåga.” Det är viktigt att skriva en sammanfattad text som anges i passiv form. Iakttagelser och slutsatser ska inte finnas med här. De kommer under senare rubriker.

Primärdata

Mätdata och iakttagelser presenteras helt obehandlat.

Analys

Tydliga beräkningar som är lätta att följa. Det är viktigt att koppla ihop teorin med era observationer i respektive labb. Det innebär att innan analys av era observationer ska ni skriva berört teoriavsnitt som ska användas vid tolkning av era observationer. Exempelvis för första

12

labbet ska ni skriva i början av analysen reagensreaktionerna och vilket ämne som bildas vid varje vit fällning och sedan koppla ihop respektive observation med berörd reagensreaktion. Eventuella diagram görs för hand enligt den standard som ni lärt er på en av datalektionerna i början av läsåret.

Diskussion

Rimlighet, felkällor med mera.

Slutsats

Utgå ifrån uppgiften och besvara uppgiftens frågeställning.

Övrigt Rubriker av samma dignitet ska ha samma typsnitt och det ska skilja sig från den löpande texten. Använd rättstavningskontrollen innan du lämnar in rapporten! Tänk på att ange lämpligt antal värdesiffror! Kom ihåg enheter! Skriv kort – inga uppsatser!

Inlämning Rapporten lämnas till läraren (lärarfack finns på plan 4 i R2) senast fem arbetsdagar efter laborationstillfället. Senast fem arbetsdagar efter det att rapporten återlämnas ska icke godkänd laborationsrapport lämnas in igen i korrigerat skick. För sent inlämnad rapport innebär att laborationen betraktas som ogjord. Blir inte rapporten godkänd vid tredje inlämningen betraktas laborationen som ogjord. Det finns ett restlaborationstillfälle i slutet av kursen. Då får maximalt två laborationer göras. Mer info finns under rubriken Kurs-PM i början av detta kompendium!

Tips När du fått en laborationsrapport godkänd. Spara den allmänna strukturen som en fil att utnyttja vid fortsatt rapportskrivande. Kom ihåg att uppdatera sidhuvud och rubrik.

Plagiat Observera att du ska skriva laborationsrapporten helt och hållet själv. Att lämna in en rapport som helt eller delvis är skriven av någon annan innebär att man plagierar. Att plagiera är inte tillåtet. Vid misstanke om fusk är läraren skyldig att anmäla studenten till Disciplinnämnden på KTH. Om ärendet tas upp i Disciplinnämnden kan det leda till varning eller avstängning från studier.

13

Allmänt om laborationer För att tillgodogöra sig laborationerna är det är viktigt att vara påläst och oplanerade läxförhör kommer att genomföras innan man börjar laborera. För att få laborera måste man dels bli godkänd på läxförhöret dels medta respektive förberedelseuppgift till laborationstillfället som finns i kurskompendium. Senast fem arbetsdagar efter laborationstillfälle ska rapporten dels lämnas i lärarens fack, som finns på plan 4 dels e-mailas till läraren. Rättade labbrapporter delas ut under lektioner. Senast fem arbetsdagar efter att rapporten återlämnades, ska icke godkänd laborationsrapport lämnas igen i korrigerat skick. Blir inte rapporten godkänd vid tredje inlämningen betraktas laborationen som ogjord. För sent inlämnad rapport innebär att laborationen betraktas som ogjord. Det finns ett restlabbtillfälle i slutet av kursen. Då får maximalt en laboration göras om. Om du behöver ställa frågor är du välkommen att ringa mig på 790 48 93 eller besöka mig på mitt rum 5069 eller e-maila mig på amal.lahlou@sth.kth.se

Kemi-laboration

Vecka Läs dessa sidor i boken, dina föreläsningsanteckningar och utdelade kopior

Identifiering av lösningar

• Förberedelse för kemilaboration 1, som finns på sida 13 • Syror och baser s. 196-206 • Utfällningsreaktioner s. 138-140 och reagens påvisar ett

ämne s. 138-140 • Syrabasindikatorer s. 204-207

Stökiometri

• Kemiska beräkningar s. 117-131 • Beräkning …substansmängderna s. 124-131 • + sammanfattning s. 128 • Exempel 7.1, 7.2, och 7.4 • Salter och kristallvatten s. 72, 163-164 • Gå igenom exempel 8.1 på s. 164

• Gör följande uppgifter: Uppgifter: 7.5 och 7.6 s. 148

Oxidation och reduktion

Läs följande avsnitt i läroboken: 177-192 • Den elektrokemiska… s. 181-183 • Gå igenom exempel 9.1 s. 182

Gör följande uppgifter: Uppgift 9.7 s. 194

Titrering

Läs följande avsnitt i läroboken: 196-207 • En syra och en bas … s. 197-203 • Exempel 10.4 s. 215 • Mängden … titrering s. 214-218 • Exempel 10.4 s 215

14

Bestämning av energi-

omsättning

Läs följande avsnitt i läroboken: s. 234-250 och s 261 • Beräkning av avgiven … s. 237-240 • Bestämning av systemets entalpiändring s. 243-245 • Gå igenom exempel 12.1 s 237 och 12.2 s. 249

• Gör följande uppgifter: Uppgift 12.11 s. 257

Förberedelse för kemilaboration 1: Identifiering av lösningar

1. Ni ska kunna namn och kemisk beteckning för de joner som är reagens på

silverjoner respektive bariumjoner och vilka kemiska föreningar som

bildas samt vilken färg får BTB i en vattenlösning som kan vara neutral,

sur eller basisk.

Joner som används i labbrapporten

• Sulfatjon: −2

4SO , Nitratjon: −

3NO , vätejon: +H , hydroxidjon: −OH och

kloridjon: −Cl ,

• Natriumjon: +Na , Bariumjon: +2Ba , Kopparjon:

+2Cu

Bromtymolblått, BTB

BTB är ett färgämne som ofta används för att i en vattenlösning indikera

surhetsgrad, pH, där man utnyttjar att BTB byter färg beroende på hur

pass neutral, sur eller basisk är vattenlösningen.

• Sura lösningar som t.ex. svavelsyra )( 42SOH

( )lösningiaqSOochaqH )()(2 2

4

−+ och salpetersyra )( 3HNO

( ))()( 3 aqNOochaqH−+ innehåller väldigt många ( )+H blir gula vid tillsatts

av indikatorn BTB

• Basiska lösningar som t.ex. natriumhydroxid ( )NaOH med

( ))()( aqOHochaqNa −+ och löst bariumhydroxid ( )( )2OHBa med

( ))(2)(2 aqOHochaqBa −+

, innehåller väldigt många ( )−OH blir blå vid

tillsatts av indikatorn BTB

Reagensreaktioner

15

• När en silvernitratlösning ( )3AgNO med ( ))()( 3 aqNOochaqAg

−+ sätts till en

lösning som innehåller kloridjoner −Cl då bildas en vit fällning av

silverklorid ( )AgCl . Silverjoner är reagens på kloridjoner och tvärtom

• Tillsätter man en bariumkloridlösning ( )2BaCl med

( ))(2)(2 aqClochaqBa −+

till en lösning som innehåller sulfatjoner ( )−2

4SO

bildas då en vit fällning av bariumsulfat )( 4BaSO . Sulfatjoner är

reagens på bariumjoner och tvärtom

• En lösning innehållande kopparjoner ( ))(2 aqCu+

har blå färg

Identifiering av fem okända lösningar

• Vi har fem kemisk a föreningar att välja mellan:

1. Natriumhydroxid ( )NaOH som är en stark bas

( ))()( aqOHochaqNa −+ , 2. Löst natriumklorid ( )NaCl som är ett salt ( ))()( aqClochaqNa −+ ,

3. Svavelsyra 42SOH som är en stark syra ( ))()(2 24 aqSOochaqH

−+

4. Salpetersyra 3HNO som är en stark syra ( )lösningiNOochH−+

3

och5. En lösning av kopparsulfat ( )4SOCu som är ett salt

( ))()( 24

2 aqSOochaqCu−+

2. Skydd

Använd skyddsglasögon och skyddsrock!

3. Miljöaspekter

Lösningar av bariumsalter, silversalter och kopparsalter innehåller joner av tungmetaller som är skadliga för miljön. Häll därför dessa lösningar i

anvisat kärl som finns i dragskåpet!

16

4. Utförande: Sammanfattande tabell

Rita följande tabell

Vid en reaktion eller färgändring skriv direkt i berörd ruta vad som har skett notera eventuell färgändring på lösningen eller eventuell färg på

fällningen. Om ingenting har hänt skriv då – i berörd ruta. När Du/Ni skriver

labbrapporten, under rubrik: Resultat infoga samma tabell.

5. Labbrapporten

När Ni skriver labbrapporten ska Ni följa de avsiningar som har delats ut

och de rekommendationer som har getts vid genomgång av en godkänd

labbrapport. Labbrapporten ska vara välstrukturerad och med tydliga

rubriker, så att det går att upprepa experimentet. Språket ska vara sam-

manfattad och i passiv form. Det är viktigt att koppla ihop teorin med era

observationer/labbar och för första labbet ska ni t.ex. skriva vilket ämne som

bildas vid varje vit fällning och koppla det ihop med berörd reagensreaktion.

Lösning BTB

Silvernitrat

3AgNO

Bariumklorid

2BaCl

Observation

A

B

C

D

E

17

Förberedelseuppgift inför kemilaboration 1

Namn: Klass:

1. Ange namn och kemisk beteckning på den jon som är

a) är reagens på silverjoner? __________________

b) är reagens på bariumjoner? __________________

c) finns i sura lösningar? __________________

d) finns i basiska lösningar? __________________

2. Vilken färg uppvisar BTB i:

a) sur lösning? __________________

b) neutral lösning? __________________

c) basisk lösning? __________________ 3. 30,0 g silvernitrat löses i vatten. Den erhållna lösningen blandas med en

natriumkloridlösning.

a) Skriv reaktionsformel.

b) Beräkna massan av den fällning som bildas. Redovisa en fullständig lösning!

18

Förberedelseuppgift inför kemilaboration 2

Namn: Klass:

Metallen antimon kan framställas ur antimonsulfid, Sb₂S₃, med hjälp av järn enligt reaktionsformeln: Sb₂S₃ + Fe Sb + FeS a) Beräkna hur stor massa antimon man teoretiskt kan få av 225 g antimonsulfid. b) Hur stor blir massan om utbytet är 80% Redovisa fullständig lösning!

1. Saltet kopparsulfat kan förekomma som ett salt med kristallvatten. I varje

kopparsulfatenhet ingår fem vattenmolekyler och det hela skrivs OHCuSO 24 5⋅ .

När detta upphettas avges vattnet som ånga och kvar är endast ren kopparsulfat enligt: )(5)()(5 2424 gOHsCuSOsOHCuSO +→⋅ .

a) Vilken molmassa har )(5 24 sOHCuSO ⋅ ?

Molmassa: __________________

b) Hur stor massa ren kopparsulfat, )(4 sCuSO , innehåller 1,0 kg kopparsulfat med

kristallvatten, )(5 24 sOHCuSO ⋅ ?

Massa )(4 sCuSO : __________________

19

Förberedelseuppgift inför kemilaboration 3

Namn: Klass:

1. En kopparbit stoppas i en silvernitratlösning. En reaktion uppstår.

a) Skriv reaktionsformeln för oxidationen.

b) Skriv reaktionsformeln för reduktion.

c) Skriv reaktionsformeln för totalreaktionen. d) Vilket ämne oxideras respektive reduceras

2. En silverbit stoppas i en kopparsulfatlösning. Händer något? Motivera!

Det sker en reaktion Det sker inte en reaktion

Motivering: 3. Vilka villkor krävs för att en redoxreaktion ska ske mellan två metaller som är i kontakt med varandra? 4. Vilka villkor ska vara uppfyllda för att en redoxreaktion ska ske mellan två halogener? 5. Vilka villkor krävs för att en kemisk reaktion ska kallas för en redoxreaktion?

20

Förberedelseuppgift inför kemilaboration 4

Namn: Klass:

1. Hur stor volym svavelsyra med koncentrationen 0,25 mol/dm 3 behövs för att neutralisera 350 ml natriumhydroxidlösning med koncentrationen 0,15 mol/dm3? Reaktionsformel krävs. Redovisa en fullständig lösning!

2. I skåpet står tre flaskor med sura lösningar: A. Svavelsyra 0,100 mol/dm3 B. Ättiksyra 0,100 mol/dm3 C. Saltsyra 0,100 mol/dm3

a) Vilken av lösningarna A och C har lägst pH-värde? Motivera!

Lösning ____ har lägst pH-värde. Motivering:

b) Vilken av lösningarna B och C har lägst pH-värde? Motivera!

Lösning ____ har lägst pH-värde. Motivering:

21

Förberedelseuppgift inför kemilaboration 5

Namn: Klass:

1. När 2,0 g ammoniunnitrat, NH₄NO₃ löses i 100,0 g vatten i en termos kam notera att temperaturen sjunker med 1,5 ºC.

a) Är reaktionen exoterm eller endoterm?

Reaktionen är __________________

b) Beräkna den energi som omsätts. Tänk på att ange om energi avges eller upptas. Lösningens specifika värmekapacitet är 4,18 J/(g ⋅ K). Redovisa fullständig lösning!

c) Beräkna H∆ per mol upplöst ammoniunnitrat. Tänk på att ange rätt tecken och rätt

enhet. ∆H = __________________

2. Urinämne förekommer förutom i urin även i ischoklad och tandkräm, då under namnet karbamid. (”Urinämne” gör sig inte så bra i en innehållsförteckning för godis).

När urinämne hamnar i munnen och löser sig i saliven ger det en känsla av kyla i munnen. Vad beror det på? Förklara!

22

Kemilaboration 1: Identifiering av lösningar

Riskbedömning Måttligt riskfylld laboration

Risker: Stänk av sura och basiska lösningar kan ge skador på hud och

ögon. Laborationens samtliga lösningar är farliga att förtära. Stänk av silvernitrat kan, om det hamnar i ögonen, ge utfällning av svårlöslig silverklorid.

Miljöaspekter: Lösningar av bariumsalter, silversalter och kopparsalter innehåller

joner av tungmetaller som är skadliga för miljön. Åtgärder: Använd skyddsglasögon och skyddsrock. Samla in bariumsalt-, silversalt- och kopparsaltlösningar i ett av

läraren anvisat kärl.

Laborationsinstruktion Uppgift: Att identifiera fem lösningar: NaOH, NaCl, CuSO4, H2SO4 och

HNO3. Er uppgift blir att lista ut vilken lösning som finns i vilken flaska (A-E).

Hjälp på vägen: En viktig uppgift för kemisten är att kunna identifiera olika ämnen.

Tänk bara på alla brottsplatsundersökningar! Under den här laborationen kan ni ha hjälp av följande:

- Sura lösningar blir gula vid tillsats av indikatorn BTB - Basiska lösningar blir blåa vid tillsats av indikatorn BTB - När en silvernitratlösning sätts till en lösning som innehåller

kloridjoner bildas en vit fällning av silverklorid. - Tillsätter man en bariumkloridlösning till en lösning som

innehåller sulfatjoner bildas en vit fällning av bariumsulfat. - En lösning innehållande kopparjoner har blå färg

Redovisning: Laborationsrapport skriven på dator. Läraren berättar mer under

laborationstillfället.

23

Kemilaboration 2: Stökiometri

Laborationsinstruktion Uppgift: 2a) Att beräkna antalet kristallvatten per formelenhet kopparsulfat.

2b) Att utifrån tre givna reaktionsformler välja den korrekta reaktionsformeln för reaktionen då natriumvätekarbonat upphettas.

Risker: Kopparsulfat är giftigt

Risk för brännskada på hud och risk för antändning av (långt) hår vid hantering av brännare.

Miljöaspekter: Kopparsulfat innehåller tungmetalljoner som skadar miljön. Åtgärder: Använd skyddsglasögon och skyddsrock. Tag inte i kopparsulfat med fingrarna.

Tag inte i den varma degeln med fingrarna och tänk på att degeln svalnar långsamt. Sätt upp långt hår. Vid brand - använd nöddusch, brandfilt och brandsläckare enligt anvisningar. Vid eventuell brännskada – skölj med ljummet vatten i flera minuter. Efter laborationen samlas kopparsulfaten upp i ett av läraren anvisat kärl.

Laborationsinstruktion Hjälp på vägen: 2a) Kopparsulfat är ett av många salter som kan innehålla kristall-

vatten. Substansmängden kristallvatten per mol kopparsulfat kan bestämmas genom att man först väger upp 2,00 g (med två decimaler), kristalliserad kopparsulfat innehållande kristallvatten i en porslindegel i ca åtta minuter. Efter upphettning vägs saltet, som då förlorat sitt kristallvatten, på nytt. Viktminskningen utgörs av det vatten som försvunnit.

Med hjälp av dessa vägningar och molmassorna för ämnena kan saltes formel bestämmas. Vill man uttrycka sig kort kan man säga att ni ska bestämma heltalet x i kristalliserad kopparsulfat.

2b) På samma sätt, väg upp 2,00 g(med två decimaler) i en porslin degel, natriumvätekarbonat och sedan upphetta degeln i ca åtta minuter. När degeln har svalnat väg upp på nytt. När natriumvätekarbonat upphettas sker en sönderdelning av saltet. Här följer tre alternativ till beskrivning av vad som sker:

24

I ) )()()( 23 gCOsNaOHsNaHCO +→

II ) )(2)()()(2 2223 gCOgOHsONasNaHCO ++→

III ) )()()()(2 22323 gCOgOHsCONasNaHCO ++→

Ni väger upp natriumvätekarbonaten före och efter upphettning. Med hjälp av dessa vägningar, molmassorna för ämnena och berörd kemisk reaktion, kan man sedan, efter beräkningar lista ut vilken av de tre reaktionsformlerna som är den korrekta.

Redovisning: Individuell labbrapport

25

Kemilaboration 3: Oxidation och reduktion

Riskbedömning Måttligt riskfylld laboration Risker: Laborationens samtliga lösningar är farliga att förtära. Stänk av silvernitrat kan, om det hamnar i ögonen, ge utfällning av

svårlöslig silverklorid. Miljöaspekter: Lösningar av silversalter och kopparsalter innehåller joner av

tungmetaller som är skadliga för miljön.

Åtgärder: Använd skyddsglasögon och skyddsrock. Samla in alla saltlösningar i ett av läraren anvisat kärl. Detsamma gäller för metallbitarna.

Laborationsinstruktion Uppgift: a) Att komma fram till vilken flaska (A-D) som innehåller vilken

metalljon, Cu2+, Ag+, Mg2+ och Zn2+. b) Att få ut rent koppar och rent silver ur en lösning som innehåller

både kopparjoner och silverjoner.

Hjälp på vägen: Ni har fyra saltlösningar innehållande de fyra olika

metalljonslagen som ni kan hälla upp i märkta provrör. Dessutom har ni tillgång till koppar, silver, magnesium och zink i

metallform. Välj själva vilka metaller ni vill stoppa i vilka lösningar för att lösa uppgiften.

Redovisning: Förenklad redovisning vid laborationstillfället: a) Flaskornas innehåll

• Vilken saltlösning finns i vilken flaska? • Hur kom ni fram till det? • Balanserade reaktionsformler för de försök där reaktion har

skett b) Visa upp rent koppar för sig och rent silver för sig och berätta

hur ni gick till väga. Träningsuppgifter Ytterligare redoxuppgifter kommer att delas ut under

labbtillfället.

26

Kemilaboration 4: Titrering

Riskbedömning Måttligt riskfylld laboration Risker: Stänk av sura och basiska lösningar kan ge skador på hud och

ögon. Byretter, pipetter och annat av glas som ni använder är bräckligt.

Går dessa sönder kan man skära sig på glaset. Miljöaspekter: Lösningarna är mycket utspädda och har därför ingen

miljöpåverkan.

Åtgärder: Använd skyddsglasögon och skyddsrock. Byretten ska ha två stadiga fästpunkter då den fästs i stativet.

Iakttag försiktighet vid påfyllning av byrett.

Laborationsinstruktion Uppgift: Att bestämma koncentrationen av saltsyra respektive svavelsyra

med okänd koncentration.

Hjälp på vägen: Titrering är en metod som man kan använda då man vill bestämma

koncentrationen av en syra, eller bas, med okänd koncentration. Först fyller man en byrett (upp till noll på skalan) med en basisk

lösning med känd koncentration. Därefter mäter man upp en känd volym (25,00 ml) av syralösningen med okänd koncentration och tillsätter några droppar BTB. Byrettkranen öppnas och basiska lösningen börjar droppa ner i E-kolven. Tillsatsen av den basiska lösningen avbryts precis när det blivit neutralt i E-kolven. Volymen tillsatt lösning avläses på byretten. Med hjälp av en balanserad reaktionsformel och stökiometriska beräkningar beräknas syrans koncentration.

Försöket upprepas två gånger, en med saltsyra och en med svavelsyra.

Redovisning: Laborationsrapport skriven på dator. Läraren berättar mer under

laborationstillfället.

27

Kemilaboration 5: Bestämning av energiomsättning

Riskbedömning Måttligt riskfylld laboration.

Risker: Kopparsulfatlösningen är farlig att förtära. Zinkpulvret kan

självantändas. Använd peleusboll. Sug inte upp lösningen i pipetten med hjälp av

munnen!

Miljöaspekter: Kopparsulfatlösningen påverkar miljön negativt. Zinkpulvret, med

sin förmåga att självantändas, bör inte hamna i yttre miljön. Zinkjoner skadar levande organismer.

Åtgärder: Använd skyddsglasögon och skyddsrock. Häll

kopparsulfatlösningen, som också innehåller zinkjoner, i anvisad dunk efter avslutad laboration.

Laborationsinstruktion Uppgift: Uppgiften är att bestämma entalpiändringen, H∆ , för följande

reaktion +++→+

22 )()( ZnsCusZnCu

Hjälp på vägen: Tag, med hjälp av en pipett, 25,0 ml av kopparsulfatlösningen med

koncentrationen 1,00 mol/dm 3 och häll den i en termos. Stoppa ner termometer i termosen och anteckna lösningens temperatur. Väg upp 0,75 gram zinkpulver exakt (notera alltså med så stor noggrannhet som möjligt hur mycket ni vägt upp). Häll ner pulvret i termosen och rör om kraftigt med en spatel utan att spilla. Avläs temperaturen med jämna mellanrum och notera den högsta temperaturen. Använd sambandet: Tcmq ∆= där

)/(18,4 gKJc = , som är lösningens specifika värmekapacitet. m är lösningens totala massa. Använd våg!

T∆ är maxtemperatur efter zinktillsats minus lösningens starttemperatur.

Redovisning: Förenklad redovisning vid laborationstillfället.

28

Kemiska tecken som du bör kunna inför KS Lär dig följande kemiska tecken för atomer med följande atomnummer: 1-20, 26, 29, 30, 35, 47, 53, 78 och 79

Positiva joner Kopparjon +2Cu

Silverjon +Ag

Järnjoner +2Fe

+3Fe

Ammoniumjon +4NH Oxoniumjon +OH 3 och H⁺

Negativa joner Oxidjon −2O

Sulfidjon −2S Nitridjon N⁻³

Hydroxidjon −OH Karbonatjon −2

3CO

Vätekarbonatjon −

3HCO

Sulfatjon −24SO

Nitratjon −

3NO

Fostatjon −34PO

29

KEMI 1000 rekommenderade avsnitt: Periodiska systemet, atomen (5-14) Kemisk bindning (15-34) Kemiska beräkningar (35-78) Termokemi (79-86) Syra och bas (114-119, 120-121 till 528) Oxidation och reduktion (147-169) Oorganisk kemi (170-188) Organisk kemi (189-199) Elektrokemi (247-266) (Beräkningar på elektrolys i utkanterna av kursen, bra träning men låg sannolikhet att det kommer på tentamen.)

30

Kontrollskrivning På följande sidor hittar du några kontrollskrivningar. Till kontrollskrivningen hör det formelblad som finns i början av kompendiet.

Kemikontrollskrivning 1. Alla nedanstående joner utom en innehåller samma antal elektroner. Vilket är

undantaget? 1p a) ��� b) ��� c) ��� d) ��

2. Ett grundämne består av 2, 008 • 10�� atomer. Beräkna antal

förekommande mol 1p

3. Ange sammansättning av atomkärnan hos följande atomer:

a) 16

O b) 4521 Sc 2p

3. Ett kolväte har formelenhet CH₂ och mollmassan 126, 234 g/mol.

Vilken är föreningens empiriska formel? 1p

5. Magnesium och svavel reagerar med varandra. Ange namn och formeln för den jonförening som bildas 2p 6. Ange reagens för bariumjoner och skriv namn och den kemiska beteckningen för den förening som bildas 2p 7. Ange vilken/a bindning/ar som förekommer i respektive förening 2p

a) Ca (NO₃)₂(s) b) H₂S(g) c) Au(s)

8. Vilka av följande alternativ är de korrekta:

A) Joniseringsenergi för att lösgöra en valenselektron är högre för natriumatom än för kaliumatom

B) En positiv laddad jon har alltid större atomradie än en negativ jon

31

C) Grundämnet cesium är mer reaktivt än litium

D) Grundämnet kalcium är mindre reaktivt än magnesium

E) Grundämnet fluor är mer reaktivt än klor

F) När en aluminiumatom omvandlas till en jon avger den två elektroner 2p 9. 402 gram magnesium reagerar med saltsyra i överskott vid rums- temperatur: 25 grader Celsius och normalt tryck: 101,3 kPa. Beräkna volymen för den gas som bildas 2p För att få full poäng krävs att man skriver en balanserad reaktionsformel

och redovisar fullständiga beräkningar

10. Beräkna massan av natriumsulfat som bildas, när 50,5 g natriumklorid reagerar med svavelsyra i överskott, enligt följande reaktion: 2p H₂SO₄ (aq) + 2NaCl(s) 2HCl(g) + Na₂SO₄(aq)

För att få full poäng krävs att man redovisar fullständiga beräkningar

11. Renheten i ett morfinprov analyseras så att man förbränner morfinet enligt följande reaktion: C₁₇ H₁₉NO₃ (s)+ O₂(g) CO₂(g) + NO₂(g) + H₂O(l)

a) Balansera reaktionen 1p

b) Beräkna morfinets renhetsprocent då ett prov av morfinet på 4,000 gram förbränns och det bildas 8,72 gram koldioxid 2p

För att få full poäng krävs att man redovisar fullständiga beräkningar

Svar till kontrollskrivningen

1. Alla joner har 10 elektroner förutom �� som har 18 elektroner

2. n= O,3334 mol vid Avogradros konstant = N molA = ⋅

−6 022 1023 1,

3. a) 8 protoner och 8 neutroner b) 21 protoner och 24 neutroner

4. X = 126, 234/14,016 = 9,004. Avrunda till 9 �� ��

5. Magnesiumsulfid (MgS) (s).

6. Sulfatjoner

���� + ��₄�� BaSO₄ (s). (Bariumsulfat)

32

7. a) Jonbindning och polär kovalent bindning

b) Polär kovalent bindning

c) Metallbindning

8. Rätta svar är A, C och E

9. Mg(s) + 2HCl(l) MgCl₂ + H₂ (g)

1mol (Mg) 1 mol (H₂) och n(Mg) = m/M n= 402/24,3 n=16,54320988 mol . T = 273,2 + 25 = 298,2 K PV =nRT och V = nRT/P, då är V=16,54320988 • 8,314 • 298,2/101 •10� och då är V= 0,406084174 m³. Svar: 0,406 m³.

10. H₂SO₄ (l) + 2NaCl(s) 2HCl(g) + Na₂SO₄

Givet m(NaCl) = 50,5 g och n = m/M n(NaCl) = 50,5/(23+35,5) = 0,863248 mol. Enligt reaktionen är molförhållande mellan det sökta och det givna är: n(Na₂SO₄)/ n(NaCl) = ½. Det innebär att n(Na₂SO₄) = 1/2 • n(NaCl) = 0,5 • 0,863248 = 0,431624 mol Eftersom m= M • n då är m = 0,42735 04 • (2 • 23+ 32,1 + 4 • 16) = 61,334 g. Svar: m(Na₂SO₄) = 61,3 g.

11. a) 4 C₁₇ H₁₉NO₃ (s) + 85 O₂(g) 68 CO₂(g) + 4NO₂(g) + 38H₂O(l)

b) All n(koldioxid) fås enbart från n(morfin) som har reagerat till

m(koldioxid) n(CO₂) n(morfin rent ) m(morfin rent )

provets renhetsprocent. n(CO₂) = m(CO₂)/ M(CO₂) Molförhållande mellan ren morfin och koldioxid, enligt rektions-formeln är = n(morfin rent )/n(koldioxid) = 4 /68 n(C₁₇ H₁₉NO₃ rent )/n(CO₂)= 4/68 •

n(CO₂) = 4 • 8,72 /68 • 44 = 0,011657754 mol = n(C₁₇ H₁₉NO₃)

m(morfin rent ) = n(morfin rent ) • M(morfin)då är

m(morfin rent ) = n(morfin rent ) • (17 • 12+19 • 1,01+14+3 • 16)

m(morfin rent ) = 0,011657754 • 285,19

m(morfin rent ) = 3,324674866 g

Renhetsprocent m-%(morfin) = 3,324674866/ 4 = 0,831168715 Svar: Provet innehöll 83.1% rent morfin.

33

Kontrollskrivning i kemi 1. Ange antal protoner och elektroner i jonen

−3N . 1 p. 2. Vilken av följande formler är den troligaste för galliums oxid?

A) GaO B) 2GaO C) 3GaO D) OGa2 E) 32OGa

1 p.

3. Etanol, OHHC 52 , reagerar fullständigt med syrgas. Koldioxid och

vatten bildas. Skriv reaktionsformel. 1 p.

4. Skriv elektronformel för cyanidjonen, −CN . 1 p.

5. Hur stor massa koldioxid bildas vid jäsning av 1,0 kg druvsocker enligt reaktionsformeln )(2)(2)( 2526126 gCOaqOHHCaqOHC +→ 2 p.

Redovisa fullständig lösning!

6. Vilka bindningar bryts när följande ämnen smälter? a) Jod 1 p. b) Magnesiumklorid 1 p.

7. Man önskar framställa 5,00 dm 3 vattenlösning av blynitrat, 23 )(NOPb ,

med koncentrationen 0,50 mol/dm 3 . Hur stor massa blynitrat ska man väga upp? 2 p. Redovisa fullständig lösning!

8. Vilka av följande molekyler är dipoler?

A) 4CH B) 2F C) HF D) CO E) BrCH 3 2 p.

9. En natriumkloridlösning blandas med en silvernitratlösning.

Ange formel för den fällning som bildas. 1 p.

10. Vilka av följande alternativ utgörs av rena ämnen? A) Luft B) Kvävgas C) Järn D) Stål 1 p.

11. Beräkna trycket för 49 liter vattenånga med massan 25,0 gram vid

temperaturen 152 C° . 2 p. Redovisa fullständig lösning!

12. Ange samtliga bindningstyper i )(4 sBaSO . 2 p.

13. Natriumarsenat har formeln 43 AsONa . Skriv formeln för kalciumarsenat. 1 p.

14. Beräkna [ ]−Cl i en aluminiumkloridlösning med

koncentrationen 0,1 mol/dm 3 . 1 p.

34

Lösningsförslag KS i kemi 2010-10-11

1. 7 protoner, 10 elektroner 2. E) 32OGa

3. OHCOOOHHC 22252 323 +→+

4. ( )−≡ :: NC

5. 2526126 22 COOHHCOHC +→

1 mol ↔ 2 mol gOHCm 1000)( 6126 =

molgOHCM /12,180)( 6126 =

M

mOHCn =)( 6126

molCOnmolOHCn 552,52)(552,5)( 26126 ⋅=↔=

molgCOM /0,44)( 2 =

nMCOm =)( 2

gCOm 490)( 2 = Svar: 0,49 kg koldioxid.

6. a) van der Waalsbindning b) Jonbindning

7. 300,5 dmV = 3

23 /50,0))(( dmmolNOPbc =

cVNOPbn =))(( 23

molNOPbn 50,2))(( 23 =

molgNOPbM /2,331))(( 23 =

nMNOPbm =))(( 23

gNOPbm 828))(( 23 =

Svar: Man ska väga upp 0,83 kg.

8. C, D, E 9. AgCl

10. B, C

11. 333 10494949 mdmlV −⋅===

KT 425=

gOHm 0,25)( 2 =

35

molgOHM /02,18)( 2 =

M

mOHn =)( 2

molOHn 3873,1)( 2 =

)/(314,8 KmolJR ⋅=

V

nRTpnRTpV =⇒=

31049

425314,83873,1−

⋅

⋅⋅=p

Pap 5100,1 ⋅= Svar: Trycket är 100 kPa

12. Jonbindning och polär kovalent bindning. 13. ( )243 AsOCa

14. [ ] 3/3,0 dmmolCl =−

36

KONTROLLSKRIVNING I KEMI FÖR TEKNISKT BASÅR 1 Vad kallas den här fasövergången? 1p H2O(l) → H2O(s) 2 Skriv elektronformeln för en kvävemolekyl. 1p 3 Vilken av dessa blandningar är säkert heterogen? 1p A) En legering av koppar och tenn B) Vatten och koksalt C) Socker och vatten D) Vatten och olja E) Luft 4 Ange namnen på följande ämnen: 2p a) AgNO3 b) BaSO4 c) Mg3N2 5 Skriv kemisk formel och aggregationsform för följande ämnen vid rumstemperatur:2p a) väte b) ammoniumklorid c) kvicksilver 6 Vilka två påståenden är korrekta om de två partiklarna nitridjon och oxidjon? 1p A) De har samma kemiska egenskaper B) De har samma antal protoner C) De har samma antal elektroner D) De tillhör samma grupp i det periodiska systemet E) De tillhör samma period i det periodiska systemet F) De har samma laddning 7 Skriv en reaktionsformel med kemiska tecken för reaktionen då aluminium reagerar

med klorgas och bildar aluminiumklorid. 2p 8 Hur förändras kokpunkten inom gruppen halogener i det periodiska systemet när man

går uppifrån och ned i gruppen? 1p 9 Kokpunkten hos halogenerna bestäms av styrkan i en viss typ av kemisk bindning. Vad

kallas bindningstypen? 1p

37

10 Nedan anges flera olika bindningar. Några av dessa är kovalenta bindningar. Vilken av de kovalenta bindningarna bör vara minst polär? 1p

A) Mg–Fe B) F–H C) Br–Cl D) I–Ba 11 0,15 mol av saltet Al2(SO4)3·18H2O(s) löses i vatten och lösningen späds till volymen

2,5 dm3. Ange koncentrationerna av de två jonslag som finns i lösningen. 2p Till följande uppgifter krävs fullständiga lösningar!

12 En gasflaska innehåller vätgas under högt tryck. Volymen är 4,50 dm3, trycket är

2,05·107 Pa och temperaturen är 22 °C. Hur många mol vätgas innehåller flaskan? 1p 13 När ammoniumperklorat upphettas sönderfaller det enligt reaktionsformeln 4 NH4ClO4(s) → 2 N2(g) + 4 HCl(g) + 5 O2(g) + 6 H2O(g) Hur många gram NH4ClO4 måste sönderfalla för att det ska bildas 0,37 mol O2? 2p 14 Din chef, Lisa, ger dig 1,8 dm3 vattenlösning av natriumklorid och ber dig bestämma

koncentrationen av NaCl i lösningen. Du tar ett prov med volymen 25,0 cm3 och tillsätter AgNO3(aq). Då bildas en fällning enligt reaktionen

NaCl(aq) + AgNO3(aq) → AgCl(s) + NaNO3(aq) Provet filtreras, varefter fällningen tvättas, torkas och vägs. Fällningens massa bestäms

till 0,6274 g. Bestäm koncentrationen av NaCl i lösningen. 2p

38

LÖSNINGAR 1 Stelning eller frysning 2 :N≡ N: 3 D Vatten och olja 4 a) silvernitrat b) bariumsulfat c) magnesiumnitrid 5 a) H2(g) b) NH4Cl(s) c) Hg(l) 6 C och E 7 2 Al + 3 Cl2 → 2 AlCl3 8 Kokpunkten ökar nedåt i gruppen 9 van der Waalsbindning 10 C) Br–Cl 11 Al2(SO4)3·18H2O(aq) → 2 Al3+(aq) + 3 SO4

2–(aq) + 18 H2O(l)

333 mol/dm12,0mol/dm5,2

15,02)Al( =

⋅==

+

V

nc [ ]+3Al = 0,12 mol/dm3

3324 mol/dm18,0mol/dm

5,2

15,03)( =

⋅==

−

V

nSOc [ ]-2

4SO = 0,18 mol/dm3

12 Allmänna gaslagen ger nRTpV = p = 2,05·107 Pa V = 4,50·10–3 m3

R = 8,314 J·(mol·K)–1 T = 22 °C = 22 + 273 K

mol6137mol222733148

1050410052 37

,)(,

,,=

+⋅

⋅⋅⋅==

−

RT

pVn Svar: 38 mol

13 mol37,0)O( 2 =n

Ur reaktionsformeln framgår att 5

4

)O(

)ClONH(

2

44 =n

n

Då blir mol296,0mol37,05

4)O(

5

4)ClONH( 244 =⋅=⋅= nn

g/mol54,117g/mol0,1645,3501,140,14)ClONH( 44 =⋅++⋅+=M

g79,34g54,117296,0)ClONH()ClONH()ClONH( 444444 =⋅=⋅= Mnm Svar: 35 g

39

14 Fällningen består av AgCl. M(AgCl) = 107,9 + 35,5 g/mol = 143,4 g/mol

mol004375,0mol4,143

6274,0)AgCl( ===

M

mn

Enligt reaktionsformeln är n(NaCl) = n(AgCl) = 0,004375 mol

3

3mol/dm1750,0

dm0,0250

mol004375,0)NaCl( ===

V

nc Svar: 0,175 mol/dm3

40

Kontrollskrivning i kemi 1. Hur många elektroner har P31

15 i sina olika skal när den är i grundtillståndet? 1p

2. Vad skiljer uppbyggnaden av atomen 3H från atomen 2H? 1p 3. Skriv reaktionsformeln med kemiska tecken inklusive aggregationstillstånden när ämnet;

a) Flytande natriumklorid stelnar. 1p b) Fast jod sublimerar. 1p

4. I fasta metaller hålls atomerna samman med metallbindning. Metallerna natrium, Na, och aluminium, Al, finns båda i period 3. Na har smältpunkten 98 °C medan Al smälter vid 660 °C. a) Beskriv metallbindning i allmänhet. 1p b) Förklara varför Al har högre smältpunkt än Na? 1p 5. Två grundämnen reagerar och bildar en produkt, en jonförening.

3Mg + N2 → …………… a) Beskriv elektronövergången som sker, antal och riktning. 2p b) Skriv produktens kemiska formel. 1p 6. Vilka av följande ämnen består av molekyler?

A) KCl B) BaBr2 C) PH3 D) ICl3 E) HCl F) NO2 1p

7. För att utvinna järn kan blodstensmalm, Fe2O3, eller svartmalm, Fe3O4, användas. Du ska visa ur vilken av de två malmerna man teoretisk kan få ut flest järnatomer om samma massa används. 2p Redovisa en fullständig lösning! 8. Rent bly kan framställas genom att blyoxid, PbO, reagerar med kol. Bly och koldioxid blir produkterna. Beräkna massan av det kol som går åt för att framställa 175g bly ur blyoxid.2p Redovisa en fullständig lösning! 9. En dag på labbet behöver du 113 g kaliumnitrat, KNO3. På hyllan står en flaska med KNO3(aq). Lösningen har koncentrationen 0,325 mol/dm3. Vilken volym av lösningen ska du hälla upp för att få rätt massa? 2p Redovisa en fullständig lösning! 10. Ett rent ämne i vätskeform med massan 0,118 g upphettades till 100,0 ºC varvid ämnet förgasades. Den bildade gasen fick volymen 44 cm3 vid trycket 9,9·104 Pa. Vilken molmassa har ämnet? 2p Redovisa en fullständig lösning! 11. Vilken bindningstyp bryts vid denna reaktion?

CO2(s) → CO2(g) 1p 12. Ammoniak löser sig lätt i vatten, Rita en modell som visar var bindning uppstår mellan de två molekylerna. 1p

41

Lösningsförslag 1. 2 i K-, 8 i L- och 5 i M-skalet. 1p 2. I atomen 3H finns 2 neutroner, i 2H finns 1 neutron. 1p 3. a) NaCl(l) → NaCl(s) 1p b) I2(s) → I2(g) 1p 4. a) I ämnen med metallbindning sitter atomerna så tätt packade att de yttersta elektronerna finns i ett gemensamt elektronskal för alla atomerna. De blir rörliga över hela kristallen och sägs vara delokaliserade. 1p b) Aluminium har fler valenselektroner än natrium vilket gör metallbindningen starkare. 1p 5 a) 6 elektroner lämnar magnesiumatomerna och går till kväveatomerna. 2p b) Mg3N2 1p 6. C) PH3 D) ICl3 E) HCl F) NO2 1p 7. Andelen av järnets massa i en formelenhet av de två föreningarna kan beräknas.

I en formelenhet av Fe2O3 utgör järnets massa 70,00,1638,552

8,552=

⋅+⋅

⋅

u

u.

I en formelenhet av Fe3O4 utgör järnets massa 72,00,1648,553

8,553=

⋅+⋅

⋅

u

u.

Svar: I blodstensmalm, Fe2O3, kan 70 % järn utvinnas, i svartmalm 72 %. Flest järnatomer kan fås ur svartmalm. 2p 8. Reaktionsformeln skrivs. Substansmängden bly som massan utgör beräknas. Förhållandet till kolet ställs upp. Massan kol beräknas: Reaktionsformeln blir 2PbO + C → 2Pb + CO2

gMnCm

molgCM

molPbnCnPbn

Cn

molM

mPbn

molgPbM

gPbm

07,50,12..422,0)(

/0,12)(

...422,0...844,02

1)(

2

1)(

2

1

)(

)(

...844,02,207

175)(

/2,207)(

175)(

=⋅=⋅=

=

=⋅=⋅=⇒=

===

=

=

Svar: Massan kol som behövs är minst 5,07 g. 2p

42

9. Substansmängden KNO3 som massan 113 g utgör beräknas. Volymen lösning som innehåller den substanmängden, beräknas med hjälp av koncentrationen.

33

3

3

44,3325,0

..1177,1)(

..1177,11,101

113)(

/1,1010,1630,141,39)(

dmc

nKNOV

molM

mKNOn

molgKNOM

===

===

=⋅++=

Svar: Volymen lösning som behövs är 3,44 dm3. 2p 10. Genom allmänna gaslagen beräknas substansmängden av ämnet. Med värden för substansmängd och massa för vätskan kan ämnets molmassa beräknas.

molgmolgn

mämnetM

moln

mcmV

KmolJR

KT

Pap

TR

VpnTRnVp

/84/..96,83..001405,0

118,0)(

..001405,037331,8

10441099

104444

/31,8

3730,100273

1099

63

363

3

====

=⋅

⋅⋅⋅=

⋅==

⋅=

=+=

⋅=

⋅

⋅=⇒⋅⋅=⋅

−

−

Svar: Ämnet har molmassan 84 g/mol 2p 11. van der Waalsbindning 1p 12.

1p

43

Tentamen På nästa sida hittar du en tenta. Fler finns att hämta på i Bilda: www.bilda.kth.se Där loggar du in med det användarnamn och lösenord som du har på ditt kth.se-konto Till tentamen hör det formelblad som finns i början av kompendiet. Vid tentamen får du även ha med formelsamlingen som anges i litteraturlistan.

DEL 1. TENTAMEN FÖR GODKÄNT, BETYG E Student med godkänd KS gör ej uppgifterna 1-7.

1. Ersätt X med det riktiga kemiska tecknet i X2311 . 1p

2. En atom av ett visst grundämne har 20 protoner. Vilken laddning får atomen då den blir en atomjon? 1p 3. Vilket av grundämnena klor, syre, kvicksilver, argon och brom är vid normaltryck: a) flytande vid -190°C? b) fast vid -30°C? 2p 4. Vilka av följande föreningar är jonföreningar? A) NH3 B) CH3OH C) NaCl D) CO E) CsBr F) HCl 2p 5. Skriv kemiska formeln för det salt som bildas då litium reagerar med kväve. 1p 6. Vad är masshalten svavel i svaveldioxid, SO2? 1p 7. Se följande reaktion och besvara: 4 NH3 + 5 O2 → 6 H2O + 4 NO Vilken massa kvävemonoxid bildas då 15 mol O2 reagerat? 2p

Härifrån ska alla studenter göra alla uppgifterna!

8. Aluminium och vätejoner reagerar enligt:

2Al(s) + 6H+ → 2Al3+ + 3H2(g) a) Vilket atomslag är reduktionsmedel? b) Hur många elektroner omsätts då en molekyl vätgas bildas? 2p

9. Då en cigarettändare tänds brinner propangas och butangas. Inne i tändaren ser man dock att de är i vätskeform. Vilken bindning finns i vätskeformen men inte i gasformen? 1p 10. Sortera följande lösningar efter ökande surhet. Minst sur först, mest sur sist. 2p A) [HAc] = 1,0 mol/dm3 B) [NaOH] = 1,0 mol/dm3 C) Saltsyra med [H3O

+] = 1,0 mol/dm3. D) Ammoniaklösning med koncentrationen 1,0 mol/dm3.

44

11. Man vill bereda 0,200 dm3 av en lösning med pH=2,00. Till förfogande finns utspädd saltsyra med koncentrationen 0,100 mol/dm3. Hur stor volym av saltsyran ska man mäta upp och sedan späda med destillerat vatten? Redovisa en fullständig lösning! 2p

12. En smälta av zinkbromid elektrolyseras. Vid vilken elektrod kommer metalliskt zink att bildas? 1p 13. I modellen för detta kolväte är de svarta kol och de vita väteatomer.

Rita en strukturformel för molekylen. 1p 14. Kalciumkarbonat kan värmas så att den sönderfaller till kalciumoxid och koldioxid enligt: CaCO3(s) + värme →CaO(s) + CO2(g) 75,6 g kalciumkarbonat värmdes i 1000,0°C och koldioxiden samlades som enda gas i en behållare med volymen 15,0 dm3 med samma temperatur. Hur stort blev trycket i behållaren? Redovisa en fullständig lösning! 3p 15. Vilka av följande föreningar har summaformeln C8H16? 2p A) Oktan B) Cyklooktan C) Okten D) Oktyn

16. Vilken värmemängd frigörs då 1,80 g magnesium brinner i luftens syrgas? Reaktionen sker i rumsmiljö. ∆Hf(MgO) = -602 kJ/mol Skriv reaktionsformel och visa beräkning. 3p

17. En galvanisk cell har följande cellschema. – Sn(s) | Sn2+(aq) ¦ Ag+ (aq)| Ag(s) Skriv reaktionsformeln för den strömdrivande processen. 2p

18. Ozon är en molekyl med tre syreatomer. Den är mycket oxiderande och gör att klyvöppningarna på gröna blad punkteras och vatten avdunstar för lätt. Rita elektronformeln för en ozonmolekyl. 1p

45

DEL 2. TENTAMEN FÖR HÖGRE BETYG (A, B, C OCH D) 19. En knallgasreaktion i ett provrör sker genom reaktion mellan vätgasmolekyler och syrgasmolekyler och produkten observeras som imma på provrörets väggar. a) Vilken bindningstyp bryts hos reaktanterna? b) Vilka två nya bindningstyper bildas hos produkten? 2p 20. Rita tre strukturformler, en alkan, en alkohol och en karboxylsyra. För alla tre ska kolkedjan bestå av tre kolatomer. 2p 21. Du har blandat en vattenlösning av ammoniak med en liten tillsats syra och skapat en buffertlösning med lika delar ammoniak och ammoniumjoner. Till buffertlösningen tillsätts nu hydroxidjoner. Skriv reaktionsformeln för den protolystreaktion som då sker. 1p 22. I ett provrör blandas NaI(aq), cyklohexan (ett opolärt lösningsmedel) och Br2(aq). Blandningen får stå en liten stund och separera i vattenskikt och cyklohexanskikt. Vilket nybildat ämne, namn och kemisk formel, bör finnas i cyklohexanskiktet? 1p 23. Smältpunkten för ämnet hydroxylamin, NH2OH, är +33°C. Rita ämnets strukturformel och ange antalet möjliga vätebindningar som molekylen kan delta i. 2p 24. Balansera följande reaktion:

…Mg(s) + …NO3- (aq) + …H+ (aq) → …Mg2+ (aq) + …N2O(g) + …H2O(l) 2p

25. Man ville bestämma kristallvattenhalten i saltet järnsulfat, alltså heltalet X i formeln FeSO4·XH2O(s). Saltet upphettades så att vattnet avgick och följande mätvärden gavs. Massan för den tomma degeln = 9,22 g. Degel med salt innan upphettning = 17,57 g. Degel med salt efter upphettning = 13,79 g. Bestäm heltalet för X i formeln för det vattenhaltiga saltet. Redovisa en fullständig lösning! 2p

46

26. Vad blir ∆Hf för FeCl3(s) om du vet följande?

kJHsFeClgClsFeCl

kJHsFeClgClsFe

7,57)()(21)(

8,341)()()(

322

22

−=∆→+

−=∆→+ 1p

27. Dolomitkalk innehåller magnesiumkarbonat och kalciumkarbonat samt vissa orenheter. Vid upplösning av ett dolomitkalkprov med massan 25,0 gram i saltsyra frigjordes 4,7 dm3 koldioxid vid NTP. (Vid NTP gäller att gasmolvolymen = 22,4 dm3/mol.) Ur lösningen fälldes sedan kalciumjonerna som kalciumsulfat. De rengjordes, torkades och vägdes. Kalciumsulfatets massa var 16,3 gram. Vilken var den undersökta dolomitkalkens sammansättning uttryckt i massprocent? Hur många procent av dolomitkalken utgjordes av orenheter som inte deltog i reaktionen? Redovisa en fullständig lösning! 2p

47

Lösningar: 1. X = Na

2. 2+ (Ca2+)

3. a) Syre b) Brom 4. C och E

5. Li3N eller (Li+)3N3-

6. 50,1 %

7.

gMnNOm

molNOnOn

NOn

360)0,160,14(12)(

12155

4)(

5

4

)(

)(

2

=+⋅=⋅=

=⋅=⇒=

Svar: m(NO) som bildas blir 0,36 kg

8. a) Al b) 2

9, Van der Waalsbindning

10. Från minst sur till mest sur. B, D, A, C

11.

33

32

020,0100,0

100,2

)(

)()(

100,2200,010)(

10)(

dmHClc

HnHClV

molVcHn

Hc pH

=⋅

==

⋅=⋅=⋅=

=

−+

−−+

−+

Svar: Volymen saltsyra blir 0,020 dm3.

12. Katoden.

13.

H – C C – H

48

14. CaCO3(s) + värme → CaO(s) + CO2(g)

kPaPap

mVKTKmolJRV

nRTp

CaCOn

COn

molM

mCaCOn

molgCaCOMgCaCOm

533532693100,15

15,127331,8..0755,0

100,1515,1273100015,27331,8

1

1

)(

)(

..0755,01,100

6,75)(

/1,100)(6,75)(

3

3311

3

2

3

33

==⋅

⋅⋅=

⋅==+===

=

===

==

−

−−−

Svar: Trycket från CO2 blev 533 kPa

15. B och C

16. 2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s) + värme ∆Hf(MgO) = -602 kJ/mol

kJnHH

Mgn

MgOnmol

M

mMgn

molgMgMgMgm

f ..59,44..07407,0602

1

1

)(

)(..07407,0

3,24

80,1)(

/3,24)(80,1)(

−=⋅−=⋅∆=∆

====

==

Svar: Det frigörs 44,6 kJ

17. Sn(s) + 2Ag+ → Sn2+ + 2Ag(s)

18.

49

19. a) Rena kovalenta bindningar bryts. b) Polära kovalenta bindningar skapas samt vätebindningar mellan vattenmolekylerna då vattnet kondenserar till imma.

20.

CC

CH

H

H

H

H

H

H

HC

CC

H

H

H

O

H

H

H

H

H

CC

CH

H

H

O

O

H

HH

21. NH4+ + OH- → NH3 + H2O

22. Jod, I2(s) 23.

Strukturformeln Elektronformeln 6 st vätebindningar 24. 4Mg(s) + 2NO3

- (aq) + 10H+ (aq) → 4Mg2+ (aq) + N2O(g) + 5H2O(l) 25. m(degel) = 9,22 g.

m(FeSO4) = 13,79 – 9,22 = 4,57 g m(H2O) = 17,57 – 13,79 = 3,78 g

7..03008,0

..2097,0

)(

)(

..2097,00,1601,12

78,3)(

..03008,09,151

57,4)(

/9,1510,1641,328,55)(

4

2

2

4

4

==

=+⋅

=

===

=⋅++=

mol

mol

FeSOn

OHn

molOHn

molM

mFeSOn

molgFeSOM

Svar: Formeln blir FeSO4·7H2O(s).

50

26. ∆Hf(FeCl3(s)) = -400 kJ/mol 27. CaCO3 + 2H+ → Ca2+ + CO2 + H2O samt MgCO3 + 2H+ → Mg2+ + CO2 + H2O Beräkning av masshalten kalciumkarbonat: n(CaCO3) = n(utfälld CaSO4)

%480,25

..97,11

..97,11)0,1630,121,40(..1196,0)(

)(..1196,00,1641,321,40

3,16)(

3

34

=

=⋅++⋅=⋅=

==⋅++

==

g

g

gMnCaCOm

CaCOnmolM

mCaSOn

Masshalten CaCO3 var 48% Beräkning av masshalten magnesiumkarbonat:

%300,25

..599,7

..599,7)0,1630,123,24(..0901,0)(

..0901,0..1196,0..2098,0)(

)()()()()()(

..2098,04,22

7,4)(

3

3

323332

2

=

=⋅++⋅=⋅=

=−=

−=⇒+=

===

g

g

gMnMgCOm

molMgCOn

CaCOnCOnMgCOnMgCOnCaCOnCOn

molVm

VCOn

tottot

tot

Masshalten MgCO3 var 30% Resten var orenheter, alltså 22% Svar: Sammansättningen var 48% CaCO3 , 30% MgCO3 samt 22% orenheter.

51

Kemitentamen läsåret HT - 2014 Del 1. För godkänt betyg (E) Studenter med godkänd kontrollskrivning gör inte uppgift 1 – 7

1. Skriv kemiskt tecken för den jon som har 11 protoner och 10 elektroner. (1p) 2. I vilka två av följande ämnen finns polära kovalenta bindningar? (2p)

A) )(2 gON

B) )(2 sCaI

C) )(2 gCl

D) )(2 gCO

3. Balansera följande reaktionsformel. (1p)

23 ................ HAlClHClAl +→+

4. Hur många bindande elektronpar finns i en kvävemolekyl? (1p)

5. En given kemisk förening har den empiriska formeln OHC 42 . (1p) Föreningen visar sig ha en molmassa på ungefär 90 g/mol. Vilken är föreningens molekylformel?

6. En gascylinder med volymen 10,0 3dm innehåller 2,50 kg syre. (2p) Vilket är trycket i cylindern om temperaturen är 20,0 C° ? Redovisa fullständig lösning!

7. Du har blivit ombedd att bereda 6,00 3dm av en natriumkloridlösning. (2p)

Lösningens koncentration ska vara 0,100 3mol/dm . Visa med beräkningar hur gör du om du utgår från en

natriumkloridlösning med koncentrationen 0,500 3mol/dm ? Redovisa fullständig lösning!

Härifrån ska alla studenter göra uppgifterna.

8. Du ska neutralisera 29,4 3cm saltsyralösning med (2p)

koncentrationen 0,196 3mol/dm . Hur stor volym bariumhydroxidlösning,

)()( 2 aqOHBa , med koncentrationen 0,245 mol/dm 3 behöver du?

Redovisa fullständig lösning!

9. Rita cellschema för den galvaniska cell som har totalreaktionen (1p) ++

+→+2)(2)(2 CusAgsCuAg

Vänd!

52

10. Vilket eller vilka av följande påståenden är korrekt(a)? Ett ämne med den kemiska beteckningen 126 HC kan vara (2p)

A) en alkan B) en alken C) en alkyn D) en cykloalkan E) bensen

11. Följande reaktion är given kJ185)(2)()( 22 +→+ gHClgClgH . (2p)

Utgå från denna reaktion för att beräkna energiomsättningen för reaktionen )(3)(3)(6 22 gClgHgHCl +→ . Det ska tydligt framgå om energi avges eller upptas.

12. Vilka två av följande ämnen löser sig lätt i vatten? (2p)

A) OHHC 52

B) NaCl C) 83HC

D) OHHC 136

E) AgCl

13. Ange om det skett en oxidation, reduktion eller ingetdera för (2p) givna atomslag i följande (obalanserade) reaktioner.

a) Krom i reaktionen 32

2

4 OCrCrO a−

b) Kväve i reaktionen −

352 NOON a

c) Svavel i reaktionen −

432 HSOSOH a

14. När en bit natriummetall förs ner i en kolv med klorgas sker

en redoxreaktion. a) Skriv delreaktionen för oxidationen. (1p) b) Skriv delreaktionen för reduktionen. (1p)

15. I vin är det viktigt att det finns syra för att vinet ska kännas balanserat. (1p)

Druvsort och odlingsförhållanden är faktorer som påverkar syrahalten i det färdiga vinet. De flesta viner har ett pH-värde i intervallet mellan 2,9 och 3,9. Ange intervallet för [ ]+OH 3 i vin.

16. Vilka av följande molekyler kan delta i vätebindning? (2p)

A) 3NH

B) 3PH

C) OHCH 3

D) HF

53

17. Vätekarbonatjonen, −

3HCO , är en amfolyt.

a) Förklara vad en amfolyt är. (1p) b) Ange en annan jon, eller molekyl, som är en amfolyt. (1p)

18. Fullborda och balansera den reaktionsformel i det fall där en spontan reaktion äger rum. (1p)

A) ....)(........ 2 asIF +−

B) ........)(.... 2a

++ FesAu

C) ........)(.... a+

+ AgsMg

19. Smält kopparklorid elektrolyseras. Vilket ämne bildas vid katoden? (1p)

Ange kemisk beteckning för ämnet som bildas.

54

Del 2. För högre betyg (A, B, C och D)

20. Använd informationen i reaktionsformeln (1p) kJ691)(2)()(3)(6)( 32223 ++→+ gNHsOHMglOHsNMg

för att beräkna energiomsättning inklusive riktning (avgivande eller upptagande) för reaktionen då 75,0 g magnesiumnitrid reagerar enligt reaktionsformeln.

21. Antacidtabletter reagerar med saltsyra i magen. (2p) Natriumvätekarbonat, 3NaHCO , används ofta som antacid.

Reaktionsformeln med saltsyra är följande

223 COOHNaClHClNaHCO ++→+

Magnesiumhydroxid är ett annat ämne som kan användas som antacid. Reaktionsformeln blir i detta fall

222 22)( MgClOHHClOHMg +→+ Vilket av ämnena är bäst att använda om man vill att så mycket saltsyra som möjligt ska reagera med en tablett med så liten massa antacid som möjligt? Redovisa fullständig lösning!

22. Balansera följande reaktionsformel. (2p)

OHIClHIClO 224 ........................ ++→++−+−−

23. En lösning som innehåller 3,44 g silvernitrat blandas med en annan (3p) lösning som innehåller 4,22 g kaliumfosfat. En fällning av svårlösligt silverfosfat bildas. Bestäm massan av den bildade fällningen. Redovisa fullständig lösning!

24. En behållare innehåller 12 mg vätesulfid, )(2 gSH . (1p)

Vilken massa ammoniak, )(3 gNH , ger upphov till samma tryck

i en exakt likadan behållare om temperaturen är densamma?

25. Bildningen av kväveoxid, )(gNO , ur syrgas och kvävgas är en (2p)

endoterm reaktion. 90,2 kJ omsätts per mol )(gNO .

Beräkna bindningsenergin per mol )(gNO . Redovisa fullständig lösning!

Vänd!

55

26. I en bränslecell har vi följande totalreaktion (2p) )(2)()(2 222 lOHgOgH →+

Vid minuspolen sker följande delreaktion −+

+→ eHgH 44)(2 2

Ange delreaktionen vid pluspolen.

27. Vid krackning (sönderdelning) av cyklohexan, utan närvaro av (2p)

andra ämnen, bildas etan och ett annat kolväte. Rita två möjliga strukturformler för det andra kolvätet.

56

Lösningsförslag

1. +Na

2. A och D

3. 23 3262 HAlClHClAl +→+

4. Tre stycken bindande elektronpar.

5. 284 OHC

6. 33 m100,10 −⋅=V

K15,293=T

K)J/(mol314,8 ⋅=R

kg1050,2)( 32 ⋅=Om

g/mol00,32)( 2 =OM Först beräknas substansmängden syre:

M

mn =

00,32

1050,2 3⋅

=n

mol125,78=n Allmänna gaslagen för att beräkna trycket:

nRTpV =

V

nRTp =

Med insatta värden får vi:

3100,10

15,293314,8125,78−

⋅

⋅⋅=p

Pa1019 6⋅=p

Svar: Trycket är 19 MPa.

7. Substansmängden natriumklorid i den önskade lösningen beräknas först.

3dm00,6=lösningönskadV 3mol/dm100,0=lösningönskadc

cVn = mol00,6100,0 ⋅=lösningönskadn

lösningönskadlösninggursprungli nn =

mol600,0=lösninggursprunglin 3mol/dm500,0=lösninggursprunglic

57

c

nV =

3dm500,0

600,0=lösningursprunligV

3dm20,1=lösninggursprungliV

Man tar 1,20 dm 3 av den ursprungliga lösningen och häller i en lämplig behållare. Vatten tillsätts därefter så att lösningens totala volym blir 6,00 dm 3 . Svar: Till 1,20 dm 3 av den ursprungliga lösningen sätter man vatten så att totalvolymen blir 6,00 dm 3 .

8. )(2)()()(2 222 aqBaClOHaqOHBaaqHCl +→+

2 mol ↔ 1 mol

33 dm104,29)( −⋅=HClV

3mol/dm196,0)( =HClc

cVn =

mol104,29196,0)( 3−⋅⋅=HCln

( ) mol108812,2Ba(OH)nmol107624,5)( 32

3 −−⋅=↔⋅=HCln

( ) 32 mol/dm245,0)( =OHBac

c

nV =

( ) 33

2 dm245,0

108812,2)(

−⋅

=OHBaV

( ) 32 dm0118,0)( =OHBaV

Svar: 11,8 cm 3 bariumhydroxidlösning behövs.

9. +−++ )()( 2 sAgAgCusCu

10. B och D

11. 555 kJ upptas.

12. A och B

13. a. Reduktion

b. Ingetdera c. Oxidation

14. a. −++→ eNaNa

b. −−→+ CleCl 222

58

15. [ ]+OH 3 i vin ligger mellan 34 mol/dm101 −⋅ och 33 mol/dm101 −

⋅ .

16. A, C och D

17. a. En amfolyt är en partikel som kan uppträda som både syra och bas i en

vattenlösning. b. OH 2

18. C. )(22)( 2 sAgMgAgsMg +→+++

19. Cu

20. Det avges 514 kJ.

21. Beräknar först substansmängdförhållande mellan antacid och saltsyra.

1

1

)(

)(

3

=NaHCOn

HCln vilket ger )()( 3NaHCOnHCln =

1

2

))((

)(

2

=OHMgn

HCln vilket ger ))((2)( 2OHMgnHCln ⋅=

Skriver om substansmängd antacid till en kvot av massa och molmassa.

)(

)()(

3

3

NaHCOM

NaHCOmHCln =

))((

))((2)(

2

2

OHMgM

OHMgmHCln ⋅=

Molmassorna sätts in.

008,84

)()( 3NaHCOm

HCln =

326,58

))((2)( 2OHMgm

HCln⋅

= som skrivs om till 163,29

))(()( 2OHMgm

HCln =

Vi vill se substansmängd förbrukad saltsyra utifrån samma massa antacid i de båda reaktionerna.

mOHMgmNaHCOm == ))(()( 23

Vi får nu uttrycken

008,84)(

mHCln = och

163,29)(

mHCln =

59

För varje vald massa av antacid så ser vi att substansmängden saltsyra (som förbrukas) blir större om antaciden utgörs av magnesiumhydroxid. Svar: Magnesiumhydroxid är bättre om man vill hålla nere massan antacid.

22. OHIClHIClO 224 4488 ++→++−+−−

23. )(3)()()(3 343433 aqKNOsPOAgaqPOKaqAgNO +→+

3 mol ↔ 1 mol ↔ 1 mol ↔ 3 mol

mol020246,0)(

mol91,169

44,3)(

)(

)()(

g/mol91,169)(

g44,3)(

3

3

3

33

3

3

=

=

=

=

=

AgNOn

AgNOn

AgNOM

AgNOmAgNOn

AgNOM

AgNOm

mol019880,0)(

mol27,212

22,4)(

)(

)()(

g/mol27,212)(

g22,4)(

43

43

43

4343

43

43

=

=

=

=

=

POKn

POKn

POKM

POKmPOKn

POKM

POKm

Ungefär lika stora substansmängder. Något lägre värde för kaliumfosfat. Vi tittar på substansmängdförhållandet.

1

3

)(

)(

43

3 =POKn

AgNOn vilket skrivs om till )(3)( 433 POKnAgNOn ⋅=

Vi behöver tre gånger så mycket silvernitrat som kaliumfosfat. Har vi det?

019880,0

020246,0

)(

)(

43

3=

praktiskt

praktiskt

POKn

AgNOn vilket skrivs om till

praktisktpraktiskt POKnAgNOn )(018,1)( 433 ⋅=

Nej, vi har bara 1,018 gånger så mycket silvernitrat. Silvernitrat är alltså begränsande reaktant i den här reaktionen. Substansmängdförhållande mellan begränsande reaktant och efterfrågad produkt.

3

1

)(

)(

3

43 =AgNOn

POAgn skrivs om till )(

3

1)( 343 AgNOnPOAgn ⋅=

60

Substansmängd och massa för silverfosfat beräknas.

g83,2)(

g67,418020246,03

1)(

)()()(

g/mol67,418)(

mol020246,03

1)(

43

43

434343

43

43

=

⋅⋅=

⋅=

=

⋅=

POAgm

POAgm

POAgMPOAgnPOAgm

POAgM

POAgn

Svar: 2,83 g silverfosfatfällning bildas.

24. 6,0 mg ammoniak ger samma tryck.

25. )(2)()( 22 gNOgOgN →+

1 mol ↔ 1 mol ↔ 2 mol Bindningar som bryts: 1 mol trippelbindning i kvävemolekyler, 945 kJ 1 mol dubbelbindning i syremolekyler, 498 kJ Bindningar som bildas: 2 mol bindning i NO , x2 kJ Energi som upptas:

kJ180,4kJ2,902 =⋅ Energisambandet blir i detta fall:

3,631

6,12622

4,1804989452

4,1802498945

=

=

−+=

+=+

x

x

x

x

Svar: Bindningsenergin per mol NO är 631 kJ/mol.

26. Vid pluspolen: )(244)( 22 lOHeHgO →++−+

61

27.

.