Sluttentamen i allmän och oorganisk kemi 2

(7,5 högskolepoäng)

Provmoment: Ten01(del) Ladokkod: 41K16A Tentamen ges för: Bt1

Tentamenskod:

Tentamensdatum: 2017-06-01 Tid: 9.00-13.00 Hjälpmedel: Formel- och tabellhäfte bifogat tentamen, Miniräknare (grafritande men ej symbolhanterande) Språklexikon

Totalt antal poäng på tentamen: 100 poäng Denna deltentamen kan ge: 10 poäng

Slutbetyget ges av summan av de fem bästa duggaresultaten och poängen på sluttentamen (som maximalt kan ge 50 poäng) För att få respektive betyg krävs totalt: 3: 50p 4: 65p 5: 85p

Allmänna anvisningar:

Rättningstiden är som längst tre veckor, d.v.s inklusive administration kommer resultatet senast att finnas tillgängligt den 29 juni 2017.

Viktigt! Glöm inte att skriva tentamenskod på alla blad du lämnar in!.

Lycka till!

Ansvariga lärare Peter Ahlström, Patrik Lennartsson Telefonnummer: 033-435 4675, 033-435 4611

Sluttentamen i allmän och oorganisk kemi 2 Högskolan i Borås

Torsdag 2017-06-01, 9.00-13.00 Resursåtervinning

Rättande lärare: Peter Ahlström (033-435 4675), Patrik Lennartsson (033-435 4611 Tentamen kan maximalt ge 50 poäng fördelade på uppgifter.

För att bli godkänd krävs totalt minst 50 poäng (av maximalt 100) på samtliga deltentamina. Hjälpmedel vid tentamen är formel- och tabellhäfte bifogat tentamen samt miniräknare

(grafritande men ej symbolhanterande).

Formel- och tabellhäfte bifogas tentamenstesen.

Lösningarna skall vara tydliga och uppställda ekvationer väl motiverade. Om miniräknarens

ekvationslösande förmåga använts ska detta anges.

LYCKA TILL!!! 1. [4p] a. Använd bindningsentalpier för att avgöra om reaktionen

Cl2+H2 → 2 HCl

är exoterm eller endoterm vid standardtillstånd! Motivera med beräkningar

(3p)

b. Vad innebär ”standardtillstånd” i detta fall? (1p)

2. [5p] I ett visst system är energiskillnaden mellan två energinivåer 87 kJ/mol.

a. Vilken våglängd har den elektromagnetiska strålning som absorberas när

systemet exciteras från den lägre till den högre energinivån? (2p)

b. Vilken våglängd har den elektromagnetiska strålning som utsänds när systemet

återgår till den lägre energinivån? (2p)

c. Vad är villkoret för att svaret på b. ska stämma i verkligheten? (1p)

3. [5p] a) Vad är [SO42-

] i en mättad silversulfatlösning (Ag2SO4)? (3p)

b) Ange hur stor massa Ag2SO4 som löser sig i 7,3 dm3 vatten! (2p)

4. [6p] Saltsyra kan produceras på kommersiell väg genom att först låta klorgas och

vätgas reagera i en så kallad HCl-brännare (reaktionen är starkt exoterm). Den bildade

vätekloriden löses sedan i destillerat vatten, vilket resulterar i bildandet av mycket ren

saltsyra. Denna säljs vanligen som 37 mass%.

Bestäm hur stor massa klorgas, vätgas, och destillerat vatten som behövs för att göra

3,8 L 37 mass% HCl. Densiteten för 37 % HCl är 1,18 g cm-3

.

5. [6p] Beskriv elektronstrukturen för nedanstående atomer. Beskriv den både på formatet

där Li beskrivs med 1s22s

1 och med formatet där varje orbital beskrivs med en ”låda”

(där Li beskrivs med

↑↓

1s

↑

2s )

Följande atomer ska beskrivas (inklusive spinorientering):

a. neon (Ne) (2p)

b. syre (O) (2p)

c. aluminium (Al) (2p)

6. [6p] Du har lyckats syntetisera en helt ny 3-protonig syra. Dess pKa-värden är 2,00,

5,00 och 9,00. Skissa (rita ungefärligt) hur en titrering av 25,0 cm3 lösning som har

koncentrationen 0,10 M av denna syra skulle se ut när man titrerar med 0,10 M NaOH.

Markera viktiga punkter i diagrammet och ange vad de har för pH-värden och tillsatt

volym NaOH.

7. [10p] Natriumhydroxid produceras kommersiellt genom elektrolys av NaCl i

vattenlösning i den så kallade klor-alkali-processen, där en annan viktig produkt är

klorgas. Antag standardförhållanden i samtliga deluppgifter.

a. Bestäm de två halvreaktioner som äger rum. (2p)

b. Bestäm den spänning som krävs för att driva processen under

standardförhållanden (3p)

c. Du försöker utföra samma process på labb fast i betydligt mindre skala. Din

strömkälla klarar av att leverera 1,23 A och du utför elektrolysen i 60,0 min.

Bestäm hur stor massa NaOH du producerar under försöket. (3p)

d. Hur stor volym upptar den bildade klorgasen (2p)

8. [8] Elektonegativiteter enligt Pauling är givna i tabellen nedan. Jämför föreningarna

NO, H2, HF, HCl, HBr och HI

a. Använd elektronegativitetsdata för att rangordna

ovanstående föreningar efter dipolmoment – för

poäng fordras god motivering till svaret! (2p)

b. Ange också vilken atom som bildar positiv

respektive negativ ände av molekylen – för poäng

fordras god motivering till svaret! (2p)

c. Vilken av föreningarna F2, Cl2, HF, FCl har högst

respektive lägst kokpunkt?

Varför? (2p)

d. Förklara varför HCl har lägre kokpunkt än HF, HBr

och HI! (2p)

Element Elektronegativitet

H 2,20

Li 0,98

Be 1,57

B 2,04

C 2,55

N 3,04

O 3,44

F 3,98

Cl 3,16

Br 2,96

I 2,66

pH = pKa + log([base]/[acid]) Ka = [𝐻+]�[𝐴−]0+ [𝐻

+]2−Kw[𝐻+] �

[𝐻𝐴]0+ [𝐻+]2−Kw[𝐻+]

𝐸𝑐𝑒𝑙𝑙 0 = 𝐸𝑐𝑎𝑡ℎ𝑜𝑑𝑒 0 − 𝐸𝑎𝑛𝑜𝑑𝑒

0 w = -q 𝐸𝑐𝑒𝑙𝑙0 = - n F 𝐸𝑐𝑒𝑙𝑙0

ΔG = - n F 𝐸𝑐𝑒𝑙𝑙,𝑚𝑎𝑥0 𝐸𝑐𝑒𝑙𝑙 = 𝐸𝑐𝑒𝑙𝑙 0 − 𝑅𝑇

𝑛𝐹𝑙𝑛𝑄

𝐸𝑐𝑒𝑙𝑙 0 = 𝑅𝑇𝑛𝐹𝑙𝑛𝐾 Charge = current x time (C = A s)

HΨ = EΨ Δ𝐸 = 𝑛 ℎ 𝜈

𝑐 = 𝜈 𝜆 𝜆 = hm v

Δ𝑥 Δ𝑝 ≥ ℎ4 𝜋

𝑉 = 𝑄1𝑄2𝑒02

4 𝜋 𝜖𝑜 𝑟

μ = Q R Lattice energy = 𝑘 �𝑄1𝑄2𝑟�

∆𝐻 = �D (bonds broken) − �D (bonds formed)

n λ = 2 d sinθ x2 + bx + c = 0; x = −b±√b2−4c2

𝜀 0=

8.85

x 1

0-12 C

2 J-1m

-1