Magnus Ehingers undervisning

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

Kemi 2

Administration

Slutprov 2007 i Kemi B

Artikelindex

Facit

Betygsgränser

Max: 31,0
G: 7,5
VG: 19,5
MVG: 25,5

Del I. Frågor som bara kräver ett kort svar

    1. cellens uppbyggande reaktioner
    2. under inverkan av koenzym A bryts fettsyror ned till acetyl-CoA
    3. de olika reaktionsvägarna möts här, inuti mitokondrien
    4. vätejoner transporteras ut till mellanrummet mellan mitokondriens bägge membran
    5. slutprodukten i denna reaktionsserie är oftast pyruvatjoner
    6. här omvandlas aminosyror och ketosyror efter cellens behov
    1. alkan
    2. alkohol
    3. aldehyd eller karboxylsyra
    4. karboxylsyra
    5. aminosyra
    6. eter
  1. \(pV = nRT \Leftrightarrow T = \frac {pV}{nR} =\)
    \(= \frac {101,3 \cdot 10^3\frac {\text{N}}{\text{m}^2} \cdot 0,005\text{m}^3}{8,314\frac {\text{Nm}}{\text{molK}} \cdot 0,205\text{mol}} = 297,17726\text{K} \approx\)
    \(\approx 297\text{K} \approx 24,2^{\text{o}}\text{C}\)
  2. c)
  3. 10Cr3+ + 6\({\sf \text{BrO}_3^-}\) + 22H2O → 10\({\sf \text{CrO}_4^{2-}}\) + 3Br2 + 44H+

    eller

    44OH + 10Cr3+ + 6\({\sf \text{BrO}_3^-}\) → 10\({\sf \text{CrO}_4^{2-}}\) + 3Br2 + 22H2O

  4. Oxalsyra (1,2-etandisyra), Oxalsyra

Del II. Frågor som kräver fullständig lösning och (i förekommande fall) balanserade formler. Glöm inte enhet!

Ingen/felaktig enhet i svaret ... -1p

Räknat med avrundade siffror ... -0,5p

      1. Fe(s) + 2H+(aq) → Fe2+(aq) + H2(g)
      2. 5Fe2+(aq) + \({\sf \text{MnO}_4^-}\)(aq) + 8H+(aq) → 5Fe3+(aq) + Mn2+(aq) + 4H2O
      3. \(m_{\text{Fe}} = 0,743 \cdot m_{\text{tot}} = 0,743 \cdot 0,203\text{g} = 0,150829\text{g}\)

        \(n_{\text{Fe}} = \frac {m_{\text{Fe}}}{M_{\text{Fe}}} = \frac {0,150829\text{g}}{55,8\text{g/mol}} = 2,70302\cdot 10^{-3}\text{mol}\)

        Reaktionsformeln i fråga b) ger att

        \(n_{\text{MnO}_4} = \frac {1}{5}n_{\text{Fe}} = \frac {2,70302\cdot 10^{-3}\text{mol}}{5} = 5,40605\cdot 10^{-4}\text{mol}\)

        \(V_{\text{MnO}_4} = \frac {n_{\text{MnO}_4}}{c_{\text{MnO}_4}} = \frac {5,40605\cdot 10^{-4}\text{mol}}{0,0200\text{mol/dm}^3} =\)
        \(= 0,0270302\text{dm}^3 \approx 27,0\text{ml}\)

        Rätt substansmängd KMnO4 – 1p; rätt substansmängd Fe – 1p; rätt massa Fe – 0,5p; rätt masshalt järn – 0,5p.

        Använt förhållandet 1:1 för Fe2+:\({\sf \text{MnO}_4^-}\), även om man svarat så i fråga 7b (detta medför nämligen en så pass kraftig förenkling av uppgiften) ... -0,5

    1. Redogörelse för hur gelfiltrering fungerar, och vilka ämnen som separerar ut först – 2p; Förklaring varför maltos och cellobios inte kan separeras med gelfiltrering – 1p.
    2. Följande reaktion sker: 2H2 + O2 → 2H2O

      \(n_{\text{H}_2} = \frac {m_{\text{H}_2}}{M_{\text{H}_2}} = \frac {100\text{g}}{(1,008 \cdot 2)\text{g/mol}} = 49,60317\text{mol}\)

      \(n_{\text{O}_2} = \frac {m_{\text{O}_2}}{M_{\text{O}_2}} = \frac {100\text{g}}{(16,0 \cdot 2)\text{g/mol}} = 3,125\text{mol}\)

      För att all vätgas ska förbrukas behövs c:a 25 mol O2 - och så mycket finns det ju inte! Därför är syrgasen begränsande ämne. Reaktionsformeln ger att

      \(n_{\text{H}_2\text{O}} = 2n_{\text{O}_2} = 2 \cdot 3,125\text{mol} = 6,25\text{mol}\)

      \(m_{\text{H}_2\text{O}} = n_{\text{H}_2\text{O}} \cdot M_{\text{H}_2\text{O}} =\)
      \(= 6,25\text{mol} \cdot (1,008 \cdot 2 + 16,0)\text{g/mol} = 112,6\text{g} \approx 113\text{g}\)

      Rätt substansmängder H2 och O2 – 1p; rätt begränsande ämne – 1p; rätt massa vatten - 1p.

    3. Vi kan använda oss av buffertformeln:

      \([\text{H}^+] = K_{\text{a}} \frac {c_{\text{syra}}}{c_{\text{bas}}}\)

      \(c_{\text{syra}} = \frac {0,10\text{M} \cdot 50\text{ml}}{150\text{ml}} = 0,033333\text{M}\)
      \(c_{\text{bas}} = \frac {0,10\text{M} \cdot 100\text{ml}}{150\text{ml}} = 0,066667\text{M}\)

      \([\text{H}^+] = 8,4\cdot 10^{-4}\text{M} \cdot \frac {0,033333\text{M}}{0,066667\text{M}} = 4,2 \cdot 10^{-4}\text{M}\)
      \(\text{pH} = -\text{lg}(4,2 \cdot 10^{-4}) = 3,3767507 \approx 3,38\)

      Korrekt beräkning av csyra och cbas – 1p; korrekt beräkning av [H+] – 1p; korrekt beräkning av pH – 1p.

    4. \(Q = \frac {[\text{H}_2\text{O}][\text{CO}]}{[\text{H}_2][\text{CO}_2]} = \frac {\frac {0,500}{0,250} \cdot \frac {0,500}{0,250}}{\frac {0,500}{0,250} \cdot \frac {0,500}{0,250}} = 1 < K = 4,40\)

      Eftersom Q är mindre än K, så måste det bildas mer produkter – reaktionen måste gå åt höger. Då kan vi ställa upp en liten tabell!

       

      [H2]

      [CO2]

      [H2O]

      [CO]

       

      Före reaktion

      \(\frac {0,500}{0,250}\)

      \(\frac {0,500}{0,250}\)

      \(\frac {0,500}{0,250}\)

      \(\frac {0,500}{0,250}\)

      M

      Ändring

      \(-x\)

      \(-x\)

      \(+x\)

      \(+x\)

      M

      Vid jämvikt

      \(\frac {0,500}{0,250} - x\)

      \(\frac {0,500}{0,250} - x\)

      \(\frac {0,500}{0,250} + x\)

      \(\frac {0,500}{0,250} + x\)

      M

Jämviktsekvationen ger att:

\[\\ K = \frac {[\text{H}_2\text{O}][\text{CO}]}{[\text{H}_2][\text{CO}_2]} \\4,40 = \frac {\left(\frac {0,500}{0,250}+ x\right) \cdot \left(\frac {0,500}{0,250}+ x\right)}{\left(\frac {0,500}{0,250} - x\right) \cdot \left(\frac {0,500}{0,250} - x\right)} = \frac {\left(\frac {0,500}{0,250}+ x\right)^2}{\left(\frac {0,500}{0,250} - x\right)^2}\]

Vi löser ut x:

\[\sqrt{4,40} = \sqrt{\frac {\left(\frac {0,500}{0,250}+ x\right)^2}{\left(\frac {0,500}{0,250} - x\right)^2}} = \frac {\frac {0,500}{0,250}+ x}{\frac {0,500}{0,250} - x}\]
\[\sqrt{4,40} \cdot \left(\frac {0,500}{0,250} - x\right) = \frac {0,500}{0,250} + x\]
\[\sqrt{4,40} \cdot \frac {0,500}{0,250} - \frac {0,500}{0,250} = x + \sqrt{4,40}x\]
\[\sqrt{4,40} \cdot \frac {0,500}{0,250} - \frac {0,500}{0,250} = \left(1 + \sqrt{4,40}\right)x\]
\[x = \frac {\sqrt{4,40} \cdot \frac {0,500}{0,250} - \frac {0,500}{0,250}}{1 + \sqrt{4,40}} = 0,708685\]

Vid jämvikt:

\([\text{H}_2] = [\text{CO}_2] = \frac {0,500}{0,250}\text{M} - 0,708685 \text{M} = 1,2913149\text{M}\)
\(n_{\text{H}_2} = n_{\text{CO}_2} = cV = 1,2913149\text{mol/dm}^3 \cdot 0,250\text{dm}^3 =\)
\(= 0,3228287\text{mol} \approx 0,32\text{mol}\)

och på samma sätt

\([\text{H}_2\text{O}] = [\text{CO}] = \frac {0,500}{0,250}\text{M} + 0,708685 \text{M} = 2,70886851\text{M}\)
\(n_{\text{H}_2\text{O}} = n_{\text{CO}} = cV = 2,70886851\text{mol/dm}^3 \cdot 0,250\text{dm}^3 =\)
\(= 0,6771712\text{mol} \approx 0,68\text{mol}\)

Rätt beräkning av Q – 1p; korrekt beräkning av x – 1p; korrekt beräkning av [H2] och [CO2] – 1p; korrekt beräkning av [H2O] och [CO] – 1p; korrekt beräkning av substansmängderna – 1p.

| ▶

 

   

Också intressant: