Vejledende besvarelse fra Studiekompasset.dk
Skriftlig prøve
Kemi A
STX
Onsdag den 15. december 2010
stx103-KEM/A-
Kemi A STX – Skriftlig eksamen – 15. december 2010
2
Opgave 1 – Hvorfor bliver tonicvand blå i diskolys?
Molarmasser findes i databogen s. 14-16
a)
Her skal findes en indikator som har omslagspunkt der hvor titrerkurven er skarp altså helst mellem pH 5 og
7. (jævnfør med grafen i opgavesættet) Det kunne fx være:
Bromcresolpurpur, omslagspunkt 5,2-6,8
Bromthymolblåt, omslagspunkt 6-7,6
b)
Først aflæses midtpunktet af titrerkurven og volumen aflæses på x-aksen. Herefter udregnes
koncentrationen ud fra:
Aflæst på titrerkurven til ca. 20,5 mL
opgivet til 25 mL
opgivet til 0,002M
Quinin koncentrationen udregnes fra ovenstående formel og værdier:
Da opløsningen var en mættet opløsning vil det sige at opløseligheden i molær er 164 pr. L.
c)
pKb udregnes ud fra pKs. pKs kan aflæses som pH værdien ved halvdelen af volumnet før omslagspunktet.
pKb udregnes ud fra formlen:
Hvor det gælder at:
Ved 25 grader er
(slå op i databog)
pKs = pH ved
er aflæst til 9.
Kemi A STX – Skriftlig eksamen – 15. december 2010
3
d)
Først omregnes volumen stamopløsning til mængde af quinin. Dette gøres ved at sige at 1 mL
stamopløsning svarer til
quinin:
mL
stamopløsning
1
2,5
7,5
12,5
20,0
25,0
[quinin] i mg/L
0,4
3
5
8
10
Der laves en standardkurve hvor den relative intensitet plottes mod koncentrationen af quinin:
y = 19,556x + 4,4705
R² = 0,9981
0
50
100
150
200
0,4 1,4 2,4 3,4 4,4 5,4 6,4 7,4 8,4 9,4
Relativ intensitet
koncentration af quinin i mg/L
Standardkurve
Af den ovenstående standard-kurves regression ses det at der er et lineært sammenhæng mellem relativ
intensitet og koncentration af quinin.
For at udregne koncentrationen af quinin i tonicen bruges først ligningen fra standardkurven:
Kemi A STX – Skriftlig eksamen – 15. december 2010
4
Hvor:
Den relative intensitet er opgivet til 46,8
Der tages højde for fortynding med en faktor:
. Altså:
Altså er der 43 mg quinin pr. liter tonic.
Kemi A STX – Skriftlig eksamen – 15. december 2010
5
Opgave 2 – Dannelse af D-Vitamin i svampe
Molarmasser findes i databogen s. 14-16
a)
På nedenstående tegning er molekylet nummereret:
Først optælles Carbon:
1,2,3,4,5,6,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29 = 28 carbon
Herefter optælles hydrogener
CH3 grupper:
o 20,22,27,28,29 = 15 hydrogener
CH2 grupper:
o 2,3,6,8,15,16,17,18,19 = 18 hydrogener
CH/OH grupper:
o 1,7,9,10,12,14,21,23,24,25,26= 11
I alt 44 hydrogener
Optælling af oxygen:
7 = 1 oxygen
Det giver molekyleformlen:
b)
D
2
-vitamin affarver bromvand da dens dobbeltbindinger kan reagere med bromvand. Dette sker gennem
addition af brom til dobbeltbindingerne i en additionsreaktion.
c)
I denne opgave plottes massen af
mod tiden:
Kemi A STX – Skriftlig eksamen – 15. december 2010
6
Som det ses af plottet er der et lineært sammenhæng mellem massen af vitamin
og tiden hvilket
betyder at det er en nulte ordensreaktion.
d)
Her bruges tendenslinjen fra plottet i forrige opgave:
Der indsættes 60 minutter i formlen:
Da det var 10 g tørret østershat ganges med 10:
Altså dannes der 591,4 D2 vitamin pr. time pr. 10 g østershat.
y = 0,8571x + 7,7143
R² = 0,9989
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
45
Masse D2vitamin dannet
Tid i minutter
Kinetik måling
Kemi A STX – Skriftlig eksamen – 15. december 2010
7
Opgave 3 – Smartfresh™
Molarmasser findes i databogen s. 14-16
a)
3 mulige strukturelle isomere er 2-methylcyclopropen, methylencyclopropan og but-1,3-dien som ser ud
som følgende:
Ovenstående figur er tegnet med programmet ChemSketch, men kan også i en eksamenssituation
hurtigt tegnes i hånden (gør plads til figuren i besvarelsen, før du udskriver).
b)
Først udregnes stofmængden ved formlen:
m er opgivet til 1 kg smart fresh pulver svarende til 33 g 1-MCP.
M udregnes ud fra opslåede værdier i databog:
Ovenstående værdier indsættes i formlen:
For at udregne volumen bruges idealgas ligningen:
R er gaskonstanten som slåes op i databog til:
p er trykket opgivet til:
T er temperaturen i kelvin opgivet til:
n er udregnet i forrige del af opgaven til:
Kemi A STX – Skriftlig eksamen – 15. december 2010
8
Væriderne indsættes:
c)
-cyclodextrin er meget hydrofil da den har mange OH grupper. Disse kan danne hydrogenbindinger til
vand, hvor alkohol grupperne kan fungere som både donor og accepter. Derfor binder -cyclodextrin
stærkt til vand.
1-MCP er til gengæld meget hydrofob og bindes formentligt til -cyclodextrin gennem hydrofobe
interaktioner med de alifatiske grupper. Dette er ikke lige så stærkt som hydrogenbindinger og derfor vil
vand fortrænge 1-MCP.
d)
Først opskrives et skema med de forventede toppe, hvor værdier for kemisk skift slåes op i en
formelsamling eller lignende. Integralet svarer til antallet af protoner der sidder på samme carbon eller på
anden måde er ens.
Der vil være en NMR top (når der ses bort fra kobling) pr. forskellig proton. Sidder 2 protoner på det
samme carbon vil de normalt opleve det samme miljø og derfor vil der kun dannes 1 top for de 2
protoner. Derfor er der 3 toppe for 3-chlor-2-methylpropen.
Nr
Kemisk skift (ppm)
Integral (antal
hydrogener)
Grupper
Kemisk skift
tegnet på skitse
1
~1,6-2,2
3
(=C-)CH
3
2
2
~3-4
2
(C)-CH
2
(-Cl)
4
3
~4,5-6,5
2
CH
2
(=C)
6
Numrene i skemaet passer med numrene på nedenstående figur:
Ud fra skemaet skitseres proton-NMR spektret:
Kemi A STX – Skriftlig eksamen – 15. december 2010
9
Kemi A STX – Skriftlig eksamen – 15. december 2010
10
Opgave 4 – Chromgarvning
Molarmasser findes i databogen s. 14-16
a)
Først udregnes ladningen af chrom (Cr(z)). Det gøres ved at sige at det samlede molekyle skal være neutralt
kalium er postivt ladet og de 2 sulfater har 2 negative ladninger hver:
Altså indgår følgende ioner:
1
1
ion
2
Og følgende molekyler:
12 krystal bundede molekyler
b)
For at udregne
bruges følgende formel:
Data slåes op i databog s. 60-95 og indsættes:
Da
er reaktionen er reaktionen exotherm, altså den frigiver varme.
c)
Først udregnes stofmængden af diiod:
og
reagerer 1:2, som set i reaktionsskema (II). Altså gælder ved ækvivalens punktet at:
er opgivet til 0,100M
er opgivet til
Kemi A STX – Skriftlig eksamen – 15. december 2010
11
Værdierne indsættes i formlen:
Vi kan se i reaktionsligning (I) at der er 2 Cr
3+
pr. 3 I
2
altså gælder:
Herefter udregnes massen af
ud fra formlen:
Stofmængden er lige udregnet:
s
M slåes op i databog til:
Værdierne indsættes:
Det hele er udregnet fra et originalt volumen på 1 mL så derfor:
d)
Først udregnes
ud fra formlen:
Værdierne slåes op i databog s. 60-95 og indsættes:
Kemi A STX – Skriftlig eksamen – 15. december 2010
12
T er opgivet til 50K+273,15K= 323,15K
R findes i databog til
udregnet til
Værdierne indsættes:
Da ligevægten er langt over 1 vil ligevægten være skudt langt mod højre.
Ligevægten kan også opskrives som:
og da vi har en ligevægtskonstant over 1 vil
det øverste led være størst.
Hvis vi forøger
(altså sænker pH) i reaktion (I) vil ligevægten forskyde sig mod højre ifølge Le
Châteliers princip. Det vil den fordi vi forøger den tilgængelige koncentration af H
+
, og dette skubber
ligevægten mod højre.
Det kan også ses matematisk ud fra ligevægtsbrøken. Ligevægtskonstanten må nødvendigvis ikke ændres,
så derfor når leddet under brøkstregen bliver større, må ligevægten udligne sig ved også at gøre det øvre
led større.