Anvendt kemi 1 ekstraspørgsmål. Koncentration

Transkript

1 Anvendt kemi 1 ekstraspørgsmål Koncentration Til et kemiforsøg skal der fremstilles en række opløsninger af letopløselige salte. Udregn for hver af de følgende opløsninger, hvor mange gram af det aktuelle salt, der skal anvendes. a) 0,500 L Pb(NO3)2 med koncentration på 0,15 mol/l b) 250 ml KMnO4 med koncentrationen 0,02 M c) 100 ml 0,10 M AgNO3 Ved et forsøg tages der udgangspunkt i en uso4 opløsning med koncentrationen 0,50 mol/l. Opløsningen fortyndes ved, at man med pipette tager 10 ml opløsning, der hældes i en 50 ml målekolbe, som fyldes med vand. a) Hvad bliver opløsningens nye koncentration? Den nye opløsning bruges til endnu en omgang fortynding. I første omgang af pipetteres 25 ml, der overføres til en 100 ml målekolbe, der herefter fyldes med demineraliseret vand. b) Hvad bliver koncentrationen af opløsningen i 100 ml målekolben? Den resterende mængde (50 ml målekolben) fortyndes også, nemlig ved at målekolben fyldes til stregen med demineraliseret vand. c) Hvad bliver koncentrationen af kobbersulfat i denne kolbe? En prøve med havvand skal analyseres for indholdet af natriumchlorid. Derfor udføres der en titrering med sølvnitrat. Ved titreringen udfældes der sølvchlorid. a) Opskriv et reaktionsskema for den reaktion, der foregår ved titreringen. Ved titreringen afmåles der med pipette 25,0 ml vandprøve, som efterfølgende titreres med 0,10 M sølvnitrat. Ekvivalenspunktet opnås efter tilsætning af 17,7 ml sølnitrat. b) Bestem koncentrationen (målt i mol/l) af natriumchlorid. c) Omregn så koncentrationen angives i g/l. d) Overvej om man kan bestemme saltindholdet ved inddampning. Opgave 4 I laboratoriet er der en række vandige saltopløsninger. Opløsningerne har i nogle tilfælde forskellige koncentrationer. Alle salte er letopløselige, hvilket betyder, at de er opsplittet i ioner.

2 Bestem for hver af opløsningerne de aktuelle ionkoncentrationer: a) 0,2M KI b) 0,15 M Bal2 c) 0,25 M kobbersulfat d) 0,34 M ammoniumcarbonat Kemisk binding Angiv for hvert af følgende grundstoffer, hvilken type forbindelse de kan deltage i: Grundstof Molekyle Salt Metal/legering Al S Ni Ar Si H Angiv ved kryds, hvilke af følgende grundstoffer der kan danne molekyler: K Al S H Mo F a Ja Nej Følgende grundstoffer kan (som mange andre grundstoffer) danne ioner? 1) Angiv for hvert grundstof, hvilken ion det kan danne: K, N, Se, O, a, Al, l, Br, H. 2) De fem første ioner fra stofferne ovenfor kan danne i alt 6 seks salte, opskriv disse salte. 3) Navngiv de seks salte. Opgave 4 Det er muligt for ikkemetaller at binde sig sammen ved hjælp af et eller flere fælles elektronpar. Angiv for de følgende ikkemetaller, hvor mange bindinger de kan lave til andre ikkemetaller: H Br S Ne O N

3 Opgave 5 Tegn stregmodeller af følgende molekyler: H2S, PBr3, N2O2, SiO2,S8 Giv de dannede molekyler navne. Opgave 6 Angiv for følgende molekyler, om de er polære eller upolære: H4, H2S, H3H2,7H16 Redoxreaktioner Ved et kemisk eksperiment mellem metaller og opløsninger af salte med metalioner har man opnået følgende resultater: u Zn Pb Al uso4 Metal nedbrydes Metal nedbrydes Metal bliver rødligt Pb(NO3)2 Ingen reaktion Metal nedbrydes Metal smuldrer langsomt Znl2 Ingen reaktion Ingen reaktion Metal bliver sort Al2(SO4)3 Ingen reaktion Ingen reaktion Ingen reaktion - Opstil på baggrund af resultaterne en lille spændingsrække. - Opskriv et par af de reaktioner, der er foregået. Når man udvinder jern, findes dette grundstof som kemiske forbindelser, også kaldet jernmalm. De to oprindeligt mest almindeligt forekommende typer af jernmalm er hematit (Fe2O3) og magnetit (Fe3O4). - Bestem oxidationstallet for jern i hematit. - I magnetit optræder der både jern(ii) og jern(iii) ioner. Gør rede for forholdet mellem de to ioner. Forarbejdningen af jern foregår i en såkaldt højovn, hvor der foregår en reaktion mellem hematit og carbonoxid: Fe 2 O 3 +O Fe+ O 2 - Afstem reaktionen ved hjælp af oxidationstal.

4 Da O er en giftig gasart, vil man helst ikke have gassen i for store mængder. Dette problem løses ved, at man fremstiller O i højovnen, således at den forbruges til at reagere videre med hematit i takt med, at den fremstilles. Fremstillingen af O foregår ved en reaktion mellem stenkul og dioxygen: + O2 O - Afstem reaktionen. - Hvilken af de to reaktanter reduceres, og hvilken oxideres? De gamle alkymister arbejdede ihærdigt (men forgæves) på at omdanne metaller til guld. Guld var det ypperste af metallerne, og man kaldte det derfor ofte for metallernes konge. Kigger man på metallernes spændingsrække, ser man også, at guld er placeret meget langt til højre, og dermed må betragtes som et meget ædelt metal. En af de ting, som alkymisterne fik fremstillet, var kongevand, som er en blanding af saltsyre og salpetersyre. Kongevand kan som noget af det eneste anvendes til at opløse guld. Når man blander kongevand ud fra salpetersyre og saltsyre sker følgende reaktion, hvor der dannes nitrosylchlorid (NOl) og aktivt chlor (l2) og vand: HNO 3 (aq)+hl(aq) NOl(g)+ l 2 (aq)+ H 2 O(l) - Afstem reaktionen. - Hvorfor har kongevand en begrænset levetid? - Er der sikkerhedsproblemer ved at anvende kongevand? Når man opløser guld i kongevand, foregår følgende reaktion: Au(s)+NO 3 - (aq)+ l - (aq) Aul 4 - (aq)+no(g) - Afstem reaktionen. - Hvilken rolle har de to syrer i forbindelse med redoxreaktionen, hvor guld opløses? Syrer og baser Der afvejes 8,52 g ren eddikesyre. Den afvejede syre anbringes i en 500 ml målekolbe, som efterfyldes med demineraliseret vand. Bestem ph værdien i opløsningen.

5 Med en fuldpipette af pipetteres 25 ml syre opløsning. Opløsningen hældes i et bægerglas, hvor efter der tilsættes 5 ml 0,5 mol/l Na. Bestem ph værdien efter tilsætning af basen. Opgave2 En c-vitamin tablet indeholder 30 mg ascorbinsyre. Tabletten opløses i et glas vand (150 ml). Beregn koncentrationen af ascorbinsyre i opløsningen. Find syrekonstanten for ascorbinsyre i en tabel eller på nettet. Beregn ph-værdien i glasset med den opløste tablet. Ved et uheld er etiketterne røget af flaskerne med saltsyre, svovlsyre og salpetersyre. For at finde ud af, hvilken syre der er i de enkelte flasker, har man lavet nogle fældningsanalyser: AgNO3 Bal2 Syre 1 Bundfald Syre 2 Bundfald Syre 3 Afgør, hvilken syre der er i hver af de tre flasker. Opgave 4 itronsyre, der er et fast stof, er en trivalentsyre (pks = 3,13 og 4,76 og 6,40). Det vil sige, at den kan afgive tre hydroner. itronsyre ser ud på følgende måde: HO HO O H 2 H H 2 O O I modsætning til mange andre trihydrone syrer afgiver citronsyre de tre hydroner næsten samtidig ved en titrering. Dette betyder at der kun ses et ekvivalenspunkt ved en titrering. Den næsten samtidige hydronafgivelse skyldes, at de tre pks værdier ligger meget tæt på hinanden. - Hvordan ser citronsyrens korresponderende base (citrat-ion) ud? itronsyre anvendes blandt andet til afkalkning af kaffemaskiner og elkedler, og kan i den forbindelse købes som flydende afkalker, eller som et brev med pulveret, som efterfølgende opløses. Et brev indeholder 1 skefuld citronsyre. Svarende til 5,0 g. - Hvorfor er det bedre at anvende citronsyre fremfor saltsyre til at afkalke kaffemaskiner? - En kaffemaskine indeholder typisk 1 liter vand. Hvad bliver den formelle koncentration af citronsyre, hvis et brev opløses i en fyldt kaffemaskine? - Ved en titrering kan man eftervise, at koncentrationen er korrekt (og dermed vise, at der ikke bare er puttet noget fyldstof i brevet for at få det til at se ud af mere). Til titreringen anvendes 0,10 M Na. Hvor mange ml Na kan man forvente at anvende for at nå ekvivalenspunktet?

6 Organisk kemi navngivning - oxygenforbindelser Tegn følgende molekyler, der alle indeholder flere funktionelle grupper. a) 4-hydroxy-3,3-dimethylpentansyre b) 3-hydroxy-5-oxoheptanal c) 4-hydroxy-5-phenylpentan-2,3-dion d) Methylpropylether Navngiv følgende molekyler: a) b) c) H O O O d) l O H Herunder er der opgivet navnene på en række organiske molekyler. Desværre er der sneget sig en fejl ind i hvert af navnene. Find og ret fejlen for hvert stof. Det kan nogle gange være en hjælp, hvis du tegner molekylet. a) Butan-4-ol b) 2-methyl-hexan-4-ol c) 2-hydroxybutan d) Hexan-2,4-ol Hvilken stofgruppe tilhører stofferne?

7 Organisk kemi hydroxyforbindelser Betragt følgende molekyler, der alle indeholder en -gruppe. Afgør for hvert, om der er tale om alkohol eller phenol. H 3 H H 3 H H H H H 3 H 3 H H H H H HO H H H 2 S H H H 2 H 2 HO H H 2 H 2 H 2 Herunder er der en række alkoholer. Afgør for hver alkohol, om der er tale primær, sekundær eller tertiær alkohol. H 3 H H 3 H 3 H H 3 H 3 H 3 H 3 H 2 H H 3 H 3 H H H H H H Når man drikker alkohol (ethanol), kan man risikere, at man næste morgen vågner med tømmermænd. Tømmermænd skyldes, at der er dannet et aldehyd. - Hvilket aldehyd kan der dannes? Efterhånden som man får det bedre, er der sket en omdannelse fra aldehyd til carboxylsyre. - Hvilken carboxylsyre er der dannet? Opgave 4 Ved et kemiforsøg ønsker man at oxidere følgende alkoholer: 3-methylbutan-2-ol 2,3-dimethylpentan-2-ol 2-phenyl-propan-1-ol Hvilke alkoholer kan oxideres?

8 Ved eksperimentet anvendes beckmanns blanding som oxidant. Opskriv reaktionsskemaer for de alkoholer, der kan oxideres med beckmanns blanding. Organisk kemi reaktioner Fehlings væske er en basisk opløsning af kobber(ii) ioner. Opløsningen bruges til at påvise aldehyder. Ved Fehlingstest vil man se, at opløsningen (Fehlings), der starter med at være blå, danner et rødligt bundfald. Bundfaldet skyldes dannelse af kobber(i)oxid (u2o). a) Opskriv et reaktionsskema, der viser, hvad der sker, når man lader 2,3-diethylpentanal reagere med Fehlings væske. b) Hvad ville man observere, hvis Fehlings test blev udført med stoffer 4-methylhexan-2-on? I et kemilaboratorium har man en række flasker med stoffer. De forskellige stoffer indeholder hver især et enkelt stof. Desværre er etiketterne blevet så gamle, at de er faldet af, så nu skal man til at sætte nye etiketter på flaskerne. Flaskerne indeholder følgende stoffer: 2-methyl-propanon, trichlormethan, methanol. a) Hvilken stofgruppe tilhører hvert af de tre stoffer? For at finde ud af, hvilke stoffer der er i de forskellige flasker, udføres en række test. Den første test er, om stofferne er blandbare med vand. Her viser det sig, at kun et af stofferne (det der er i flaske 3) ikke kan blandes med vand. b) Hvilket stof er der i flaske 3? De to andre stoffer testes med Beckmanns blanding. Ved testen med stoffet i flaske 2 skifter Beckmanns blanding farve fra orange til grøn/sort. c) Hvilket stof er der i hver af de tre flasker? I forbindelse med en kemisk analyse skal der foretages en række forsøg med nogle stoffer. Prøv, om du kan forudsige, hvad der vil ske ved forsøgene: Pent-2-en Pentan-1-ol Methanol Blandbarhed med vand Reaktions med Beckmanns blanding Reaktion med Tollens reagens Reaktion med dibrom

9 ethanal Nonan

10 Opgave 5 Ved et eksperiment i lab fremstilles der 100 ml Beckmann blanding, der anvendes følgende opskrift: 12 g kaliumdichromat 90 ml demineraliseret vand 12 ml konc. svovlsyre a) hvad bliver den aktuelle koncentration af dichromationer? Her under er der en række stoffer, hvilke af disse kan oxideres af Beckmann blandingen? b) H 3 H H 2 H 3 H 3 H 3 H H 2 H 3 c) H 3 O H 3 H H 2 H 3 d) HO H 3 e) H 3 H H 3 O H