Magnus Ehingers under­visning

— Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete m.m.

Tillåtna hjälpmedel är penna, suddgummi, linjal, miniräknare och formelsamling.

Gasmolvolymen, \(V_\mathrm{m}\), antas vara 24,5 dm3/mol, om inget annat anges.

Del I. Endast lösning (svar) krävs. Glöm inte enhet!

  1. Hur många mol xenongas, Xe(g) finns det i 1,5 dm3? (1p)
  2. Hur stor volym upptar 3,00 g kvävgas? (1p)
  3. Det finns tre isomerer av dibrombensen. Ange för var och en av dem om de är dipoler eller inte! (3x0,5p)
    1. 1,2-dibrombensen.

    2. 1,3-dibrombensen.

    3. 1,4-dibrombensen.

  4. Molekyler som är dipoler har vissa speciella egenskaper. Ett av nedanstående påståenden gäller inte om alla dipoler. Ange vilket! (1p)
    1. Molekylen består av minst två olika atomslag
    2. Molekylen innehåller polära kovalenta bindningar
    3. Molekylen är vinklad
    4. Molekylen innehåller lika mycket positiv och negativ laddning
    5. Molekylen attraherar joner
  1. Densiteten för en gas är 1,34 g/dm3 vid temperaturen 0 °C och trycket 101,3 kPa. Gasens molvolym under rådande betingelser är 22,4 dm3/mol. Vilken är gasens molmassa? (1p)
    1. 17 g/mol
    2. 30 g/mol
    3. 60 g/mol
    4. 136 g/mol
    5. 300 g/mol
  2. Vilken typ av bindningar bryts när man... (4x0,5p)
    1. löser natriumnitrat, NaNO3, i vatten?
    2. smälter is?
    3. smälter koppar?
    4. sublimerar
    5. kolsyresnö, CO2(s)? 

Hoppa direkt till …

Del II. Fullständig lösning och (i förekommande fall) balanserade reaktionsformler krävs. Glöm inte enhet!

  1. En spruta innehåller 50,0 ml luft av trycket 1,00·105 Pa. Luften trycks ihop till volymen 32,0 ml. Vad blir trycket i den inneslutna luften? Temperaturen är konstant. (2p)
  1. Du vill bestämma mängden kristallvatten i kristalliserat bariumsulfat, Ba(OH)2·xH2O(s). För att göra detta, väger du upp 3,85 g av ämnet, och värmer på det tills du beräknar att allt kristallvatten försvunnit i form av vattenånga. För säkerhets skull samlar du samtidigt upp all bildad vattenånga i en ballong, vars volym du sedan mäter. Efter uppvärming kvarstår 2,09 g av ämnet.
    1. Beräkna x i formeln för kristalliserat bariumsulfat, Ba(OH)2·xH2O(s)! (3p)
    2. Vattenångan i ballongen håller 100 °C. Vid denna temperatur är molvolymen 30,6 dm3/mol. Hur stor är ballongens volym? (1p)
  2. Figuren nedan anger några ämnens löslighet i vatten vid olika temperaturer. Antag att du har löst NaNO3(s) i 1000 ml vatten av temperaturen 85 °C tills lösningen blev mättad. Nu sänker du temperaturen på lösningen till 0°C. Avläs diagrammet och beräkna massan av det salt som faller ut i fast form, förutsatt att lösningen inte blir övermättad! (3p)

    Några salters löslighet i vatten vid olika temperaturer

  1. Heptan kan man ganska lätt lösa i 1-pentanol, men inte i metanol. Förklara varför, genom att belysa vilka intermolekylära bindningar det finns i de olika ämnena, och hur de tre ämnenas struktur påverkar lösligheten! (6p)

Facit

Betygsgränser

Max: 22,5
Medel:  
G: 7,5
VG: 15,0
MVG: 20,0

Del I. Endast lösning (svar) krävs. Glöm inte enhet!

Fel eller ingen enhet i svaret ... –1

  1. \[V_{\text{m}} = \frac {V} {n} \Leftrightarrow n = \frac {V} {V_{\text{m}}} = \frac {1,5\text{dm}^3} {24,5\text{dm}^3\text{/mol}} = 0,06122449\text{mol} \approx 61\text{mmol} \hspace{100cm}\]

  2.  

    \[\begin{align}V_{\text{m}} &= \frac {V} {n} \Leftrightarrow V = V_{\text{m}} \cdot n = V_{\text{m}} \cdot \frac {m} {M} = 24,5\text{dm}^3\text{/mol} \cdot \frac {3,00\text{g}} {14,0\text{g/mol}} = \hspace{100cm} \\ &= 2,6231263\text{dm}^3 \approx 2,62\text{dm}^3 \hspace{100cm}\end{align}\]

    1. dipol
    2. dipol
    3. inte dipol
  3. c
  4. b

    Lösning:

    \[\begin{align}M &= \frac {m} {n} = \frac {\rho V} {\frac {V}{V_{\text{m}}}} = \rho V_{\text{m}} = 1,34\text{g/dm}^3 \cdot 22,4\text{dm}^3\text{/mol} = \hspace{100cm} \\ &= 30,016\text{g/mol} \approx 30\text{g/mol}\end{align}\]

    1. jonbindningar
    2. vätebindningar
    3. metallbindningar
    4. van der Waals-bindningar

Del II. Fullständig lösning och (i förekommande fall) balanserade reaktionsformler krävs. Glöm inte enhet!

  1. Vid 85 °C kan man lösa c:a 1600 g NaNO3 i 1000 g vatten, och vid 0 °C kan man lösa c:a 700 g. Vid nerkylning faller sålunda (1600-700) g = 900 g NaNO3 ut i fast form.

    I och med att diagrammet inte är världens mest exakta, accepteras alla svar från 850 g till 950 g som korrekta.

    Läser av diagrammet vid 85°C korrekt - 1p; läser av diagrammet vid 0°C korrekt - 1p; korrekt uträkning av massan utfällt salt - 1p.

  2. \[p_1 = {k \over V_1} \Rightarrow k = p_1V_1 = p_2V_2 \Rightarrow p_2 = \frac {p_1V_1} {V_2}\hspace{100cm} \hspace{100cm}\]

    \[p_2 = \frac {1,00\cdot10^5\text{Pa}\cdot 50,0\text{ml}} {32,1\text{ml}} = 1,55763\cdot10^5\text{Pa} \approx 156k\text{Pa} \hspace{100cm}\]

    1. Lösning:

       

      Ba(OH)2·xH2O(s)

      Ba(OH)2(s)

      + xH2O(g)

      Före reaktion

      3,85 g

       

      0 g

      0 g

      Efter reaktion

      0 g

       

      2,09 g

      ≈0,0122042... mol

      (3,85-2,09) g = 1,76 g

      ≈0,0977777... mol

      \[\frac {n_{\text{H}_2\text{O}}} {n_{\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3}} = \frac {0,097777...\text{mol}} {0,0122042...\text{mol}} = 8,011814 \approx 8 \hspace{100cm}\]

      Svar: Ba(OH)2·8H2O

      Korrekt antal mol Ba(OH)2(s) - 1p; korrekt antal mol H2O(g) - 1p; korrekt uträkning av x - 1p.

    2. \[V = V_{\text{m}}n = 30,6\text{dm}^3\text{/mol} \cdot 0,097777...\text{mol} \approx 2,99\text{dm}^3 \hspace{100cm}\]
  3. Heptan är ett kolväte med helt opolära molekyler. Mellan heptanmolekylerna finns endast van der Waals-bindningar. (1p)

    Metanol är en alkohol med endast en kolatom, vilket gör att hydroxylgruppens polära karaktär får stor betydelse för molekylen. (1p) Metanolmolekylen är polär, och mellan dessa molekyler finns vätebindningar (1p). Därför är heptan svårlösligt i metanol. (0,5p)

    1-pentanol, däremot, har en lång och opolär kolkedja. Detta innebär att hydroxylgruppens polära karaktär inte påverkar pentanolmolekylens egenskaper så mycket. (1p) Den är till största delen opolär (mellan pentanolmolekylerna finns till största delen van der Waals-bindningar) (1p), och därför är heptan lösligt i 1-pentanol (0,5p).