Magnus Ehingers under­visning

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

Tid: 95 minuter

Tillåtna hjälpmedel: Miniräknare, formelblad.

Betygsmatris

Dina svar kommer att bedömas enligt nedanstående matris:

 

E

C

A

Be­grepp, mo­dell­er, teo­ri­er och ar­bets­me­tod­er

Eleven re­do­gör över­sikt­ligt för in­ne­bör­den av dem

Eleven re­do­gör ut­för­ligt för in­ne­bör­den av dem

Eleven re­dog­ör ut­för­ligt och ny­an­se­rat för in­ne­bör­den av dem

Svara på frå­gor om och be­skri­va ke­miska fö­re­te­el­ser och för­lopp

Med viss sä­ker­het, exem­pli­fi­e­rar

Med viss sä­ker­het, exem­pli­fi­e­rar

Med sä­ker­het, exem­pli­fi­e­rar och ge­ne­ra­li­se­rar kring

Ana­ly­se­ra och be­sva­ra frå­gor

Enkla frågor i be­kan­ta si­tu­a­tion­er med till­freds­stäl­lan­de re­sul­tat

Komplexa frå­gor i be­kan­ta si­tu­a­tion­er med till­freds­stäl­lan­de re­sul­tat

Komplexa frå­gor i be­kan­ta och nya si­tu­a­tion­er med gott re­sul­tat

Tolka re­sul­tat, ut­vär­de­ra me­to­der och dra slut­sats­er av ex­pe­ri­ment

Eleven ger enk­la om­döm­en samt mo­ti­ve­rar sina slut­sats­er med enk­la re­so­ne­mang

… enkla … väl­grun­da­de …

… ny­an­se­ra­de … väl­grun­da­de och ny­an­se­ra­de …

Vid be­hov fö­re­slår ele­ven ock­så för­änd­ring­ar.

Språk och kom­mu­ni­ka­tion

Eleven an­vän­der med viss sä­ker­het ett na­tur­ve­ten­skap­ligt språk och an­pas­sar till viss del sin kom­mu­ni­ka­tion till syfte och sam­man­hang.

Eleven an­vän­der med viss sä­ker­het ett na­tur­ve­ten­skap­ligt språk och an­pas­sar till stor del sin kom­mu­ni­ka­tion till syfte och sam­man­hang.

Eleven an­vän­der med sä­ker­het ett na­tur­ve­ten­skap­ligt språk och an­pas­sar till stor del sin kom­mu­ni­ka­tion till syf­te och sam­man­hang.

Hoppa direkt till …

Del I. Frågor som bara kräver ett kort svar (ett ord eller 1-2 meningar)

Längre svar ger risk för avdrag.

  1. Skriv strukturformeln för följande organiska molekyler. Skriv ut alla atomer och bindningar, även väteatomer.
    1. 1,2-diklorpropan

      Begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder (1/–/–)

    2. Toluen

      Begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder (1/–/–)

    3. 1-butanol

      Begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder (1/–/–)

  2. Ange trivialnamn eller rationellt namn på följande molekyler:
    1. fenol.v2.png

      Begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder (1/–/–)

    2. 1,3-dimetylcyklohexen

      Begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder (–/1/–)

    3. glykol

      Begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder (1/–/–)

  3. Vilken är den enklaste trevärda alkoholen med en primär, en sekundär och en tertiär OH-grupp?
    1. Skriv alkoholens strukturformel.

      Begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder (1/1/–)

    2. Vad blir alkoholens namn?

      Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp (1/1/–)

  4. Man kan substituera kloratomen i 2-klorbutan mot en hydroxylgrupp i en SN2-reaktion. Under reaktionsförloppet sker energiomvandlingar på det sätt som visas i diagrammet nedan.
    Energiomsättning vid SN2-reaktion, avidentifierad.
    Skriv strukturformeln för det transitionstillstånd som existerar under en kort stund i (a) i reaktionsförloppet.

    Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp (–/–/1)

Del II. Ringa in de rätta svaren

  1. Vilka tre av följande föreningar har summaformeln C7H16?

    Analysera och besvara frågor (1/1/–)

    1. 2-metylpentan
    2. 3-metylpentan
    3. 2,3-dimetylpentan
    4. 2,2,3-trimetylbutan
    5. 3-etylpentan
  2. Vilka två av nedanstående strukturformler är i själva verket en och samma molekyl?

    Analysera och besvara frågor (–/1/–)

    1. 3-etyl-4-metylhexan
    2. 3-etyl-5-metylheptan
    3. hexan.v2
    4. 3-etyl-5-metylheptan
    5. 3-etyl-2-metylhexan

Del III. Frågor som kräver ett utredande svar

Skriv svaren på de här frågorna på ett annat papper.

  1. I ett experiment vill du omvandla butan till 1-klorbutan genom radikalsubstitution med klor, Cl2. Utgå ifrån reaktionsmekanismen och förklara med hjälp av reaktionsformler varför det kommer att bildas en rad andra molekyler än bara 1-klorbutan i reaktionen.

    Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp (1/1/1)

  2. Malonsyra, H4C3O4, är en tvåprotonig organisk syra. När den protolyseras bildas vätemalonatjoner, H3C3O\({\sf _4^-}\).
    1. Är vätemalonatjonen en amfolyt? Motivera med reaktionsformler.

      Begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder (–/1/–)

    2. För vätemalonatjonen gäller att pKa= 5,69 och pKb= 9,17. Kommer en lösning av natriumvätemalonat att bli sur, neutral eller basisk? Motivera ditt svar.

      Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp (–/1/–)

  3. I ett försök ville man bestämma koncentrationen, HF(aq) i ett vattenprov. Man titrerade 35,0 ml av syran med 0,100 M NaOH, och mätte kontinuerligt pH i blandningen. Då fick man en titrerkurva med nedanstående utseende.
    titrering av vatefluorid med natriumhydroxid
    1. Vilket pH (ungefär) hade lösningen vid ekvivalenspunkten? (Ange endast svar; inga uträkningar behövs.)

      Tolka resultat, utvärdera metoder och dra slutsatser av experiment (1/–/–)

    2. Läs av diagrammet och beräkna vätefluoridlösningens koncentration. Motivera dina beräkningar så utförligt som möjligt!

      Tolka resultat, utvärdera metoder och dra slutsatser av experiment (1/1/–)
      Språk och kommunikation (1/1/–)

    3. Läs av diagrammet och uppskatta vätefluoridens pKa. (Endast svar behövs.)

      Tolka resultat, utvärdera metoder och dra slutsatser av experiment (–/1/–)

Facit

Betygsgränser

Max: 25 (12/11/2)
Medel:
E:   9,0
D: 14,5 varav 5,5 A- eller C-poäng
C: 19,0 varav 8,5 A- eller C-poäng
B: 20,0 varav 0,5 A-poäng
A: 22,5 varav 1,0 A-poäng

Del I. Frågor som bara kräver ett kort svar

    1. 1,2-diklorpropan
    2. Toluen
    3. 1-butanol
    1. Fenol
    2. 1,3-dimetylcyklohexen
    3. 1,2-etandiol, glykol
    1. 2-metyl-1,2,3-butantriol och 3-metyl-1,2,3-butantriol

      Bedömning

      E – Eleven skriver strukturformeln för någon trevärd alkohol.

      C – Eleven skriver en korrekt strukturformel för alkoholen.

    2. Bedömning

      E – Eleven skriver ett felaktigt namn, men som leder till rätt struktur.

      C – Eleven skriver ett fullständigt korrekt namn.

  1. Transitionstillstand för 2-klorbutan

Del II. Ringa in de rätta svaren

  1. c, d, e
  2. b och d

Del III. Frågor som kräver ett utredande svar

  1. Vid radikalsubstitution omvandlas först klorgas till klorradikaler med hjälp av exempelvis ljusenergi:

    Cl2 + hν → 2Cl·

    Klorradikalen kan reagera med en butanmolekyl och bilda en butylradikal enligt nedanstående reaktionsformel:

    Klorradikal + butan → väteklorid + butylradikal

    Butylradikalen kan reagera med en annan klormolekyl och omvandlas till 1-klorbutan:

    Klor + butylradikal → klorbutan + klorradikal

    Den ursprungliga klorradikalen kan dock reagera med vilken som helst av kolatomerna, eller med kolatomen i någon redan bildad klorbutanmolekyl, till exempel såhär:

    Klorradikal + butan → väteklorid + 2-butylradikal

    Då kommer det istället att bildas 2-klorbutan. Många fler klorbutan-varianter kan också bildas.

    Bedömning

    E – Eleven visar med strukturformler hur butan omvandlas till någon klorbutanmolekyl.

    C – Eleven visar med reaktionsmekanism hur någon klorbutanmolekyl bildas.

    A – Eleven visar med komplett reaktionsmekanism för hur någon klorbutanmolekyl bildas och åtminstone hur någon annan butylradikal bildas.

    1. Ja, eftersom den både kan avge en proton (sur) och ta upp en proton (bas).

      Syra: H3C3O\(_4^-\)(aq) ⇌ H2C3O\(_4^{2-}\)(aq) + H+(aq)

      Bas: H3C3O\(_4^-\)(aq) + H+(aq) ⇌ H4C3O4(aq)

      Bedömning

      C – Eleven visar med både vätemalonatjonens syrareaktion och basreaktion att vätemalonatjonen är en amfolyt.

    2. Eftersom pKa < pKb är väteoxalatjonen starkare som syra än som bas. Därför kommer lösningen att bli sur.

      Bedömning

      C – Eleven jämför pKa- och pKb-värdena (eller Ka- och Kb-värdena) med varandra och drar korrekt slutsats ur dem.

      Kommentar: Eftersom värdena för pKa och pKb ges i uppgiften (eleven behöver inte själva söka upp dem i formelsamlingen) bedöms uppgiften som mindre komplex, och kan bara visa belägg på betyget C.

    1. pH ≈ 8 (alla svar mellan 7–9 är godkända)
    2. Lösning:

      HF + NaOH ⇌ F + Na+ + H2O

      Vid ekvivalenspunkten är \(n_\mathrm{HF} = n_\mathrm{NaOH}\).


      \(n_\mathrm{NaOH} = c_\mathrm{NaOH} \cdot V_\mathrm{NaOH} = 0,100\mathrm{mol/dm^3} \cdot 0,014\mathrm{dm^3} = 0,0014\mathrm{mol} = n_\mathrm{HF}\)

      \(c_\mathrm{HF} = \frac {N_\mathrm{HF}}{V_\mathrm{HF}} = \frac {0,0014\mathrm{mol}}{0,035\mathrm{dm^3}} = 0,040\mathrm{mol/dm^3}\)


      Bedömning, tolka resultat

      E – Eleven gör en ansats till att beräkna koncentrationen, t.ex. genom att beräkna substansmängden HF korrekt.

      C – Eleven beräknar koncentrationen HF helt korrekt.

      Bedömning, språk & kommunikation

      E – Elevens uträkningar går att följa.

      C – Elevens uträkningar är lätta att följa, med korrekta avrundningar och enheter.

    3. Lösning: Eftersom pKa = pH vid halvtiterpunkten läses kurvan av vid 5,55 ml tillsatt NaOH(aq).
      Halvtiterpunkten ligger vid \(\frac {14\mathrm{ml}}{2} = 7\mathrm{ml}\) tillsatt NaOH. Då är pKa = pH ≈ 3,25 (alla svar mellan 3,1 – 3,4 är godkända).