1
Kemi A HTX 4. juni 2012
Opgave 1
Molare masser findes i databogen s. 14-16
a)
Først ser vi på de funktionelle grupper og længden:
- Fire Carbon.
- En Hydroxy gruppe
- En Carboxylsyre
Grundet de fire carbon er det butan, grundet carboxylsyren ender den på syre: butansyre.
Grundet hydroxygruppen som sidder på tredje carbon starter den med: 3-hydroxy.
Det fuldenavn er derfor: 3-hydroxybutansyre.
b)
3-hydroxybutansyre har 2 isomere, da den har et asymmetrisk carbon, og derfor forekommer der optisk
stereoisomeri. Det er carbon tre, hvor hydroxygruppen også sidder.
c)
Først optælles de forskellige atomer:
12 carbon, 11 oxygen samt 22 hydrogen.
De molare masser lægges sammen:
Altså svarer den molare masse overens med den opgivne.
d)
I reaktionen bruges vand til at bryde (hydrolysere) en binding. Altså er det en hydrolyse.
e)
Først ses på ændring i oxidationstal:
Jern går fra +II til +III. Altså stiger 1 i oxidationstal.
Mangan går fra +VII til +II. Altså falder 5 i oxidationstal.
Vi skal derfor bruge fem jern pr. mangan:
2
Herefter afstemmes ladninger med
:
Venstre side:
Højre side:
Forskel: hvilket svarer til antallet af
-ioner der tilsættes venstre side:
Der afstemmes til sidst med vand og vi har den endelige reaktion:
f)
Først opsættes et udtryk for stofmængden af lactose:
Hvor:
-
-
Hvor:
-
Masseprocenten udregnes:
Hvor:
3
-
Altså er masseprocenten af lactose 4,45 %. Det passer meget godt over ens med de 4,4-4,8 % lactose som
der findes naturligt i komælk, ifølge det vedlagte bilag.
4
Opgave 2
a)
Før du læser løsningen, bør du prøve at løse opgaven alene med vores guide, som du kan hente her.
For at udregne enthalpien bruges følgende formel:
De termodynamiske data findes i bilag 3 i eksamenssættet.
Hvilket viser at reaktionen er exotherm da
. Reaktionen afgiver altså varme.
b)
For at vise at reaktionen er af anden orden plottes
mod tiden:
Det ses at
og tiden er liniært korreleret og derfor er reaktionen af anden orden.
Hastiighedskonstanten kan aflæses direkte af regressionen:
y = 580,9x + 18049
R² = 1
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
0 50 60 70
1/[O3] / (1/M)
tiden / s
Anden ordens plot
5
Som det ses af regressionen er
hvilket svarer til de
opgivet.
c)
Her bruges regressionen fra forrige delopgave hvor:
-
Altså tager det 280 sekunder før koncentrationen er faldet til
.
d)
Hastighedskonstanten ved
udregnes med Arrhenius ligning:
Hvor:
-
-
-
-
-
Altså er hastighedskonstanten ved 0 grader
.
6
Opgave 3
Molare masser findes i databogen.
a)
Først udregnes stofmængden af NOBr:
Hvor:
- m=1,10 g
-
Herefter bruges idealgasligningen:
Hvor:
- R=
- T=273,15K
- V=1,00L
Altså er trykket 0,277 bar i beholderen som opgivet.
b)
Ligevægten opskrives:
c)
Hvis volumen øges vil reaktionen ifølge Le Chateliers princip gå imod den side hvor der er flest
molekyler. I dette tilfælde vil reaktion da gå mod højre.
7
d)
Vi kan opstille et skema hvor + betyder positivt fortegn og – betyder negativt fortegn foran den
pågældende termodynamiske værdi:
ID
1
+
+
Høj T= -
Høj T:
2
+
-
Altid +
3
-
-
Lav T = -
Lav T:
4
-
+
Altid -
Vi kan ovenfor se alle de mulige tilfælde, der er for entalpien og entropien, samt hvilken betydning det
har for ligevægtskonstanten. Da vi går fra en ligevægtskonstant under 0 ved lave temperaturer, til en
ligevægtskonstant over 0 ved højre temperaturer, må der nødvendigvis være tale om situation 1.
Da
er reaktionen endotherm.
e)
Først opstilles ligevægtskonstanten:
Hvor:
- Totaltryk i beholderen er 0,304 bar.
-
-
-
De to andre mulige tryk forkastes da de ikke er fysisk muligt (totaltryk mindre end NO’s partialtryk).
De andres partialtryk udregnes ud fra opstillede udtryk:
Altså er partialtrykkene for NO, Br
2
og NOBr henholsvis: 0,154 bar, 0,0770 bar og 0,0730 bar.
8
Opgave 4
a)
Der aflæses ved
for at finde
b)
Ved pH 3,5 findes D-vinsyre på 3 former:
En fuldt protoneret form:
En halvt protoneret form:
En deprotoneret form:
Hvor A svarer til
Den procentvise fordeling findes ved at tegne en streg v. pH 3,5 og aflæse ud fra
den procentvise
fordeling:
9
Den procentvise del der er på den
form bestemmes ved værdien af
for den sorte streg, delen der er
på
form bestemmes som værdien af
ved den røde streg, og delen der er på
form
bestemmes som værdien mellem de to aflæste
.
c)
Først opstiller vi 2 delreaktioner:
De to reaktionskemaer sættes sammen til et endeligt reaktionskema:
d)
Da
og OH
-
reagerer 1:2 gælder:
10
Hvor:
- C=0,1028 M
- V=0,01926 L
Herefter udregnes massen:
Hvor:
- M=150,09 g/mol
Renhedsprocenten udregnes:
Hvor:
-
Altså er renhedsprocenten 95,12 %.