Slutprov 2013-05-31 i Kemi 2

etan.uVMTid: 70 minuter

  • Tillåtna hjälpmedel är penna, suddgummi och linjal, formelsamling, samt miniräknare.
  • Alla svar ska skrivas på ett annat papper. Detta papper kan du behålla om du vill
  • Alla reaktionsformler skall vara balanserade med minsta möjliga heltalskoefficienter.

Språklig bedömning

Vid de mer utförliga frågorna har jag bedömt det vetenskapliga språket i svaret. Dessa bedömningar har jag sedan vägt samman till en enda bedömning av språket. Det är denna språkliga sammanvägning (inte de enskilda vid varje fråga) som räknas som A-, C- eller E-poäng.

Del E. Endast svar behövs, om inte annat anges.

 
Gör den här delen först om du skriver för betyget E eller D. Om du skriver för betyget C, B eller A ska du göra del CA först.

För betyget E räcker det att du gör den här delen av provet. För betyget D måste du också besvara minst en av frågorna i del CA med minst betyget C.

  1. När jämvikten 2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g) ställt in sig, fanns det i en behållare på 0,40 dm3 0,12 mol svaveltrioxid, 0,040 mol svaveldioxid och 0,060 mol syrgas.
    1. Teckna jämviktskonstanten K. (1/0/0)
    2. Beräkna jämviktskonstanten! (Fullständig lösning krävs.) (1/1/0)
  2. Vilket pH får en 1,50 M ättiksyralösning? Ka, HAc = 10-4,75 M. (Fullständig lösning krävs.) (1/1/0)
  3. Ange ämnesklass för nedanstående kemiska föreningar. Om en förening tillhör två ämnesklasser räcker det att du anger en av ämnesklasserna.
    1. C2H6(1/0/0)
    2. etanol (1/0/0)
    3. metanal (1/0/0)
    4. etylmetyleter (1/0/0)
    5. propansyra (1/0/0)
    6. C2H5NH2 (1/0/0)
    7. metylbutanoat-streckformel (1/0/0)
  4. Vilken typ av reaktion är det som visas i fråga a-c nedan? Välj mellan addition, elimination, kondensation, polymerisation, SN1-reaktion och SN2-reaktion.
    1. metanol-etanol-etylmetyleter (1/0/0)
    2. eten-vatten-etanol (1/0/0)
    3. 3-hydroxybutanal-2-butenal-vatten (1/0/0)
  5. Vilka typer av metabola processer är det som beskrivs i fråga a-c nedan? Välj mellan anabolism, β-oxidation, citronsyracykeln, elektrontransportkedjan, glukoneogenes, glykolys och transaminering.
    1. Under inverkan av koenzym A bryts fettsyror ner till acetyl-CoA.
    2. Acetyl-CoA oxideras till CO2 samtidigt som det bildas ATP och NADH + H+.
    3. Slutprodukten i denna reaktionsserie är oftast pyruvatjoner (pyrodruvsyra).

Del CA. Fullständig lösning eller utredande svar krävs.

 
Börja på den här delen om du skriver för betyg C, B eller A. Det räcker med att göra den här delen för att få betyget C, B eller A. Att ge sig i kast med del E kan absolut påverka ditt betyg, både uppåt och neråt.

Om jag har sagt åt dig att det är någon del av kursen, som du måste visa att du behärskar bättre nu än vad du gjort tidigare, kan det öka dina chanser till ett bättre betyg om du gör någon sådan fråga på E-delen också.

  1. Om man värmer på fosforpentaklorid, PCl5, sönderdelas den till fosfortriklorid och klorgas enligt följande formel:

    PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g)

    Vid ett tillfälle förde man in 6,0 mol fosforpentaklorid i ett lufttomt kärl med volymen 10,0 dm3. Man hettade reaktionsblandningen till 230 °C och konstaterade då att det fanns 1,0 mol klorgas i behållaren. Beräkna jämviktskonstanten för reaktionen!
  2. Myrsyra är en svag syra. I ett försök titrerar du 10,0 cm3 myrsyra med 0,100 M NaOH. Du mäter kontinuerligt pH i lösningen, och tar upp följande titrerkurva.

    titrering-av-myrsyra-med-natriumhydroxid

    Vilken var myrsyrans ursprungliga koncentration? (4p)
  3. Man kan tillverka 3-hydroxipropansyra genom att låta 3-klorpropansyra reagera med natriumhydroxid. Är reaktionen en SN1-reaktion eller en SN2-reaktion? Skriv reaktionsformel med strukturformler och förklara så utförligt och nyanserat som möjligt! Sätt ut alla atomer och bindningar i de organiska ämnena, även väteatomer.
  4. I genen som kodar för ett visst protein ingår kvävebassekvensen ACA. När den genen transkriberas bildas kodonet UGU, vilket kodar för aminosyran cystein.

    Låt oss nu säga att det sker en s.k. punktmutation, så att kvävebassekvensen istället blir ACC. Den sekvensen transkriberas till UGG, vilket i sin tur kodar för aminosyran tryptofan.

    Resonera så utförligt och nyanserat som möjligt om vad som kan hända med proteinet när den här mutationen inträffar!
  5. Syrgas spelar en viktig roll i cellandningen. Redogör så utförligt och nyanserat som möjligt för vad som händer på biokemisk nivå i cellen vid syrebrist!

Facit

    1. \(K = \frac {[\text{SO}_3]^2}{[\text{SO}_2]^2[\text{O}_2]}\)
    2. \(K = \frac {\left(\frac {0,12}{0,40}\right)^2}{\left(\frac {0,040}{0,40}\right)^2 \cdot \frac {0,060}{0,040}}\text{M}^{-1} = 60\text{M}^{-1}\)
  1. HAc ⇌ H+ + Ac
       HAc H+ Ac
    f.r. 1,50 M 0 0
    Δ  – x x x
    v.j. (1,50 – x)M xM xM

    \(K_{\text{a}} = \frac {[\text{H}^+][\text{Ac}^-]}{[\text{HAc}]}\)

    \(10^{-4,75} = \frac {x^2}{1,50-x} \approx \frac {x^2}{1,50}\)
    \(10^{-4,75} \cdot 1,50 = x^2\)

    \(x = \sqrt{10^{-4,75} \cdot 1,50} = 0,0051647063 = [\text{H}^+]\)

    Eftersom x << 1,50 går det bra att försumma x bredvid 1,50.

    \(\text{pH} = -\text{log}[\text{H}^+] = -\text{log}0,0051647063 = -2,28695437 \approx 2,29\)
    1. alkan
    2. alkohol
    3. aldehyd
    4. eter
    5. karboxylsyra
    6. amin
    7. ester
    1. Kondensation
    2. Addition
    3. Elimination
    1. β-oxidation
    2. Citronsyracykeln
    3. Glykolys
  2. \(K = \frac {[\text{PCl}_3][\text{Cl}_2]}{[\text{PCl}_5]}\)
    Vi sätter upp en tabell!
      PCl5 PCl3 Cl2  
    F.r. 6,0 0 0 mol
    Δ –1,0 +1,0 +1,0 mol
    v.j. 5,0 1,0 1,0 mol
    \(K = \frac {\left(\frac {1,0\text{mol}}{10,0\text{dm}^3} \right)\left(\frac {1,0\text{mol}}{10,0\text{dm}^3} \right)}{\frac {5,0\text{mol}}{10,0\text{dm}^3}} = 0,020\frac {\text{mol}}{\text{dm}^3}\)
  3. Myrsyran reagerar med natriumhydroxiden enligt följande formel:
    HCOOH + NaOH → HCOO- + Na+ + H2O
    Vi får molförhållandet nNaOH = nHCOOH.
    Vid ekvivalenspunkten hade tillsatts 25,0 ml NaOH.

    \(n_{\text{NaOH}} = c_{\text{NaOH}} \cdot V_{\text{NaOH}} = 0,100\text{mol/dm}^3 \cdot 0,025\text{dm}^3 =\)
    \(= 0,0025\text{mol} = n_{\text{HCOOH}}\)

    \(c_{\text{HCOOH}} = \frac {n_{\text{HCOOH}}}{V_{\text{HCOOH}}} = \frac {0,0025\text{mol}}{0,0100\text{dm}^3} = 0,25\text{mol/dm}^3\)
  4. hydroxidjon-3-klorpropansyra-3-hydroxipropansyra-kloridjon
    Hydroxidjonen gör en nukleofil attack på kolatomen som binder till kloratomen. Detta är för att denna kolatom är lite mer positivt laddad dels på grund av kloratomens elektronegativitet, dels på syreatomernas elektronegativitet (i karboxylgruppen). Det bildas ett transitionstillstånd, som snabbt övergår till reaktionsprodukten, 3-hydroxipropansyra. Eftersom den här typen av reaktion är beroende av både hydroxidjonernas och 3-klorpropansyrans koncentration, är det en typisk SN2-reaktion.
  5. E – Eleven konstaterar att proteinet får förändrad funktion
    C – Eleven för ett resonemang kring proteinets struktur och funktion, och konstaterar att eftersom primärstrukturen förändras, så får det troligen konsekvenser för också sekundär- och tertiärstruktur, och därmed för proteinets funktion.
    A – Som i C, med det tillägget att eleven för ett resonemang kring disulfidbryggor (som cystein kan medverka i) och att tryptofan är en stor aminosyra, som tar större plats och därmed kommer att förändra proteinets struktur.
  6. E – eleven gör en godtagbar ansats till svar, t.ex. genom att redogöra för hur det bildas mjölksyra vid syrebrist.
    C – Elevens redogör på ett godtagbart sätt hur elektrontransportkedjan stannar av vid syrebrist
    A – Eleven redogör fullt tillfredsställande för hur elektrontransportkedjan och ATP-syntesen stannar av vid syrebrist, och kopplar samman det till citronsyracykeln och bildning av mjölksyra.