Skriftlig eksamen i Almen Kemi I

Transkript

1 Skriftlig eksamen i Almen Kemi I Molekylær Biomedicin November 2005 Hjælpemidler tilladt: Lærebøger, undervisningsmateriale, opgavebesvarelser, noter, molekylbyggesæt, lommeregner og sædvanlige skrive- og tegneredskaber. Det er tilladt at bruge blyant. Der er ialt 6 opgaver på ialt 5 sider. Der kan ialt opnås 100 point. Delspørgsmål inden for en opgave vægtes ens med mindre andet er angivet. Når besvarelsen afleveres skal opgaverne være ordnet i rækkefølge. Konstanter: Vands ionprodukt ved 25 C, K w =1, , Gaskonstanten R = 8,315 JK -1 mol -1, Faradays konstant F = 9, C mol -1, Nernsts konstant N = RT ln10/f = 0,05915 V ved 25 C, Den absolutte nulpunktstemperatur kan regnes som -273,15 C. OPGAVE 1 (10 point) Urinstof hydrolyseres efter følgende skema: CO(NH 2 ) 2 (aq) + H 2 O (l) + 2 H + (aq) CO 2 (aq) + 2 NH 4+ (aq) a) Beregn ΔH og ΔS ved 25 C ud fra data i følgende tabel: ΔH f /(kj mol -1 ) S /(J mol -1 K -1 ) CO(NH 2 ) 2 (aq) -319,2 173,8 H + (aq) 0 0 H 2 O (l) -285,9 69,96 CO 2 (aq) -412,9 121,3 NH 4+ (aq) -132,8 112,8 b) Beregn ligevægtskonstanten for hydrolysen af urinstof ved 37 C. c) Beregn ΔG for reaktionen ved 37 C. OPGAVE 2 (15 point) Succinat,, kan oxideres til fumarat,, med dioxygen Side 1 af 5

2 (O 2 ). Succinat og fumarat betegnes i det følgende med forkortelserne suc 2- og fum 2-. De indgående redoxpar er: fum H + + 2e - suc 2- E '=0,030 V O 2 (g) + 4H + + 4e - 2H 2 0 (l) E '=0,815 V Alle de følgende spørgsmål omhandler et system ved 25 C. a) Beregn de tilhørende standardelektrodepotentialer E ud fra de givne reducerede standardelektrodepotentialer, E '. b) Opskriv den afstemte reaktionsligning for succinats oxidation til fumarat med dioxygen, og angiv et elektrokemisk celleskema med to platinelektroder, der har denne reaktion som formel celleproces. c) Beregn E for cellen og beregn ΔG for celleprocessen ved de stationære værdier [fum 2- ] = [suc 2- ], P(O 2 ) = 0,20 bar og ens ph i de to halvceller. OPGAVE 3 (25 point) En vandig opløsning af alanin ((S)-2-aminopropansyre) foreligger hovedsagelig på amfoionform (zwitterionform). Det oplyses at pk s1 og pk s2 for alanin er henholdsvis 2,35 og 9,87 ved 25 C samt at alle opløsninger i denne opgave har temperaturen 25 C. a) Opskriv strukturformlen for amfoionformen. b) Beregn ph i en 0,100 M opløsning af alanin. c) Til 100,0 ml af opløsningen i b) tilsættes 7,0 ml 0,500 M NaOH. Beregn ph i opløsningen herefter. d) Hvilket volumen 0,500 M NaOH skal der ialt sættes til 100,0 ml af opløsning b) for at nå ækvivalenspunktet? Hvad bliver ph her? e) 100,0 ml af opløsningen i b) titreres i stedet med stærk syre. Hvilket volumen 0,500 M HCl skal der tilsættes for at opnå ph = pk s1? OPGAVE 4 (20 point) Tegn Lewis-strukturer med eventuelle lonepair elektroner og angiv eventuelle formelle ladninger for hvert enkelt atom for følgende forbindelser og ioner: a) CO 2 (kuldioxid). b) H 3 PO 3 (phosphorsyrling). c) [CH 3 COCH 2 ] - d.v.s. enolationen af acetone. Side 2 af 5

3 Følgende forbindelser har et eller flere asymmetriske kulstofatomer. Angiv et systematisk navn for hver forbindelse, som beskriver konfigurationen for hvert asymmetrisk kulstofatom: d) e) (Fischerprojektion) f) Tegn strukturformler for følgende forbindelser: g) pentan-2-ol. h) 2,3-dihydroxybutanal. i) cis-2-methylcyclohexancarboxylsyre. j) N,N-dimethyl-2-hydroxybutanamid. OPGAVE 5 (20 point) Tegn formler for reaktionsprodukter for følgende reaktioner. Reagenser angivet over pilene tilsættes i overskud. Et minus foran en forbindelse angiver at forbindelsen fjernes under reaktionen. a) b) c) Side 3 af 5

4 d) e) f) g) h) OPGAVE 6 (10 point) Lanosterol er et mellemprodukt i biosyntesen af cholesterol. Lanosterol a) Angiv alle asymmetriske kulstofatomer i lanosterol. b) Angiv reaktionsligning for reaktion af lanosterol med eddikesyreanhydrid i overskud. c) Angiv hvor mange forskellige stereoisomere produkter der kan opnås ved at reagere lanosterol med brom (Br 2 ) i overskud, og tegn strukturformlen for et af disse produkter. d) Tegn en strukturformel for reaktionsproduktet ved reaktion af lanosterol med peroxyeddikesyre i overskud efterfulgt af sur hydrolyse. e) Opskriv en afstemt elektrodereaktion (halvreaktion) for omdannelsen mellem NAD + og NADH i sur vædske. Side 4 af 5

5 NAD + NADH Side 5 af 5