Kemi A Højere teknisk eksamen htx131-kem/a-31052013 Fredag den 31. maj 2013 kl. 9.00-14.40
Kemi A Ved bedømmelsen lægges der vægt på eksaminandens evne til at løse opgaverne korrekt begrunde løsningerne med relevante beregninger, reaktionsskemaer og forklaringer præsentere resultaterne på en overskuelig måde med enheder på alle tal og med afrundede resultater tegne og aflæse grafer inddrage det udleverede bilagsmateriale. Ved bedømmelsen vægtes alle spørgsmål ens. De nødvendige data findes i bilag 1, 2 og 3. Hvis der anvendes data, som ikke findes i de vedlagte bilag, anføres kilden.
Side 1 af 4 sider pgave 1 a) Bestem molekylformlen for ibuprofen. Vis, at molarmassen for ibuprofen er 206,28 g/mol. b) Redegør for, at der er spejlbilledisomeri i oleocanthal. Benyt eventuelt svarark. c) Angiv reaktionstypen for trin 3. d) Vurder opløseligheden af ibuprofen i vand. e) Bestem renheden af ibuprofen i masseprocent. f) Vis, at pk S for ibuprofen er 5,7. (Benyt eventuelt svarark.) Beregn ph i opløsningen af ibuprofen før titrering.
Side 2 af 4 sider pgave 2 Kilde: colourbox.dk Bropiller er typisk fremstillet af cement, som indeholder Ca(H) 2. I havvand findes en række salte, som kan korrodere cement. Et eksempel på en sådan korrosionsligevægt ses nedenfor. (NH 4 ) 2 S 4 (aq) + Ca(H) 2 (s) CaS 4 (s) + 2 NH 3 (aq) + 2 H 2 (l) a) Beregn Sʅ for ligevægten. Ligevægtskonstanten er bestemt ved en række temperaturer og ln K er afbildet som funktion af 1/T: 20,1 ln K som funktion af 1/T y = 859,2x + 16,9 20,0 ln K 19,9 19,8 19,7 19,6 0,0031 0,0033 0,0035 0,0037 0,0039 1/T (1/K) b) Afgør, om reaktionen er exoterm eller endoterm. c) Undersøg, om reaktionen forløber spontant ved 25 C. d) Bestem ligevægtskonstanten ved 10 C.
Side 3 af 4 sider pgave 3 I sur opløsning vil Mn 2+ og Mn 4 reagere med hinanden og danne Mn 3+ : 4 Mn 2+ (aq) + Mn 4 (aq) + 8 H + (aq) 5 Mn 3+ (aq) + 4 H 2 (l) a) Argumenter for, at reaktionen er en redoxreaktion. Permanganat, Mn 4, har en kraftig violet farve, hvorimod de øvrige ioner kan anses for farveløse. Reaktionen kan derfor følges ved at observere opløsningens farvetab ved hjælp af et spektrofotometer. For permanganat er den molare absorptionskoefficient, ε λ, 2,0 10 3 M 1 cm 1 ved en bølgelængde, λ, på 525 nm. For en standardopløsning med en permanganatkoncentration på 0,00025 M måles absorbansen, A, til 0,50 ved en bølgelængde på 525 nm. b) Vis, at kuvettens bredde er 1,0 cm. I et forsøg, hvor koncentrationerne af Mn 2+ og H + holdes konstante, måles følgende absorbanser ved en bølgelængde på 525 nm: t /s 0 30 60 90 120 257 A 0,200 0,108 0,0588 0,0318 0,0172 0,0010 [Mn 4 ] / M 1,00 10 4 5,40 10 5 2,94 10 5 1,59 10 5 8,60 10 6 5,00 10 7 c) Vis, at reaktionen er af første orden med hensyn til permanganat. d) Bestem hastighedskonstanten, k. Beregn halveringstiden.
Side 4 af 4 sider pgave 4 Ved den tekniske fremstilling af jern indgår følgende reaktion: Fe(s) + C(g) Fe(s) + C 2 (g) a) Navngiv alle deltagende stoffer i reaktionen. b) Argumenter for om ligevægten er heterogen eller homogen. c) pskriv ligevægtsloven, K P, for reaktionen. Ved 1000 C er ligevægtskonstanten, K P, bestemt til 4,168. Ligevægten indstilles i en lukket beholder på 600 L ved 1000 C, og der måles et totaltryk på 1,130 bar. d) Beregn partialtrykket af såvel C som C 2. I en ny lukket beholder på 600 L blandes 10,0 mol Fe og 6,4 mol C ved 1000 C. e) Beregn, hvor mange mol Fe, der dannes ved ligevægt.
pgaven er produceret med anvendelse af kvalitetsstyringssystemet IS 9001 og miljøledelsessystemet IS 14001
Kemi A Højere teknisk eksamen Bilagsmateriale til opgave 1 kl. 9.00 htx131-kem/a-31052013 Fredag den 31. maj 2013 kl. 9.00-14.40
Side 1 af 3 sider Bilag 1 Den sunde olivenolie og ibuprofen I mange år har det været en almindelig opfattelse, at olivenolie har en række sundhedsfremmende egenskaber. En molekylær gastronom havde efter en tur til Sicilien en flaske friskpresset ekstra jomfruolivenolie 1 med hjem. Da han smagte på det, bemærkede han et stik bagest i svælget. Samme type af stik havde han følt ved indtagelse af en opløsning af ibuprofen. Det lykkedes ham at isolere stoffet oleocanthal fra olivenolien, der var årsagen til stikket. Det ser ud til, at oleocanthal specifikt aktiverer en receptor kaldet Kilde: colourbox.dk A1TRPA1, som især er lokaliseret bagest i svælget. Både oleocanthal og ibuprofen hæmmer det samme enzym cyclooxygenase i prostaglandinsyntesen. Man har her måske en forklaring på olivenoliens sunde virkning. H CH 3 CH 3 H C H 3 oleocanthal ibuprofen livenolie indeholder desuden en lang række polyphenoler, som er antioxidanter. Polyphenolerne bliver under olivenpresningen frigivet fra komplekse molekyler ved enzymatiske reaktioner og opløses derefter i olien. Ikke alle phenoliske molekyler har de samme antioxiderende egenskaber. De kraftigste antioxidanter har hydroxygrupper i 3- og 4-stillingen på benzenringen. 1 Ekstra Jomfru livenolie er et udtryk for olivenolie fremstillet ved en særlig presningsmetode.
Side 2 af 3 sider En af polyphenolerne i olivenolie er en fedtopløselig forbindelse, oleuropein, som giver en bitter smag i visse jomfruolivenolier. Glu er en forkortelse for et glucosemolekyle. CH 3 Glu H H oleuropein Ibuprofen Ibuprofen er et af de mest almindelige smertestillende præparater. Ibuprofen er desuden antiinflammatorisk og febernedsættende og anvendes mod gigtsygdomme og betændelsestilstande i led. Der er flere isomere former af ibuprofen, men det har vist sig, at kun en af de isomere former har den ønskede biologiske aktivitet. Ibuprofen sælges dog oftest som en blanding af flere isomere. Der er flere synteseveje til ibuprofen. Nedenfor ses dele af den traditionelle 6 trins syntese patenteret af Boots Company i 1960 erne: Trin 1 Trin 2 Trin 3 H + (2-methylpropyl)benzen C H 3 C H 3 H H Trin 4 3 C Trin 5 C H 3 Cl C N C H 3 C H Ibuprofen
Side 3 af 3 sider I forbindelse med en syntese af ibuprofen blev produktet renhedsbestemt ved syre-base-titrering. En prøve på 0,500 g blev opløst i 25,0 ml 50 % ethanol. Følgende titrerkurve fremkom. 14 Titrering af ibuprofen 12 10 ph 8 6 4 2 0 0 5 10 15 20 25 30 V (ml 0,100 M NaH)
pgaven er produceret med anvendelse af kvalitetsstyringssystemet IS 9001 og miljøledelsessystemet IS 14001
Side 1 af 1 side Bilag 2 Svarark til opgave 1 Elevens nr. og navn: Klasse/hold: Skolen/kursets navn: Tilsynsførendes underskrift: pgave 1b H C H 3 oleocanthal pgave 1f 14 Titrering af ibuprofen 12 10 ph 8 6 4 2 0 0 5 10 15 20 25 30 V (ml 0,100 M NaH)
Side 1 af 1 side Bilag 3 Termodynamiske data (25 ºC) Formel Molarmasse Sʅ Gʅ 298K g/mol J/(mol K) kj/mol (NH 4 ) 2 S 4 132,14 (s) 220,1-901,9 (NH 4 ) 2 S 4 132,14 (aq) 245,3-903,23 Ca(H) 2 74,09 (s) 83,4-897,5 CaS 4 136,14 (s) 106,5-1322,0 NH 3 17,03 (g) 192,8-16,4 NH 3 17,03 (aq) 111,3-26,6 H 2 18,02 (l) 70,0-237,1 H 2 18,02 (g) 188,8-228,6 Kilde: E Strandgaard Andersen m. fl. Databog fysik kemi 11. udgave 2007 F&K forlaget