Danmarks Tekniske Universitet



Relaterede dokumenter
Skriftlig prøve i kursus 26173/E12 Side 1 af 14 UORGANISK KEMI Tirsdag den 18. december 2012

Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 1 af 14 UORGANISK KEMI Fredag den 19. december 2014

Skriftlig prøve i kursus 26173/E15 Side 1 af 14 UORGANISK KEMI Fredag den 18. december 2015

Skriftlig prøve i kursus 26173/F14 Side 1 af 15 UORGANISK KEMI Torsdag den 22. maj 2014

Skriftlig prøve i kursus 26173/E15 Side 1 af 13 UORGANISK KEMI Fredag den 18. december 2015

Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 1 af 16 UORGANISK KEMI Fredag den 19. december 2014

Danmarks Tekniske Universitet

DET PERIODISKE SYSTEM

OPGAVER OM DANNELSE AF IONER. OPGAVE 3.1.A a. For hvert af grundstofferne herunder, skal du angive fordelingen af elektroner i hver skal.

Sporgrundstof definition:

10. juni 2016 Kemi C 325

Platin komplekser i kampen mod kræft. Koordinationskemi i aktion. cis-ptcl 2 (NH 3 ) 2. Essentiel, nyttig eller toxisk. Hvad der faktisk skete

Mikronæringsstoffer og Roedyrkning - vækst og sukkerindhold

maj 2017 Kemi C 326

Formål Ud fra en række udvalgte salte, skal man finde ud af om de er let- eller tungtopløselige i vand. Ved at blande saltene sammen med hinanden en f

reduktion oxidation Reduktion optagelse af elektroner Oxidation afgivelse af elektroner

Med forbehold for censors kommentarer. Eksamensspørgsmål Kemi C, 2014, Kec223 (NB).

Kemirapport 5. Henning december 2004

Eksamensspørgsmål Kemi C, 2017, Kec126 (NB). Med forbehold for censors godkendelse

Eksamensspørgsmål Kemi C, 2017, Kec196 (NB). Med forbehold for censors godkendelse

Test din viden E-forløb

Eksamensspørgsmål Kemi C, 2015, Kec124 (NB).

Definition af base (Brøndsted): En base er et molekyle eller en jon, der kan optage en hydron. En hydron er en H +

Forelæsning 8. Stabile isotoper. Iltisotoper anvendt i paleoklimastudier, magmadannelse, termometri, vand-bjergart reaktion.

Økologi kemisk fingerprinting

Opgave. Navn Kemi opgaver Klasse Side 1 af 7. Hvad kaldes elementarpartiklerne, angiv deres ladning

Geokemisk differentiation af Jorden oversigt

Naturfag for skov- og gartnerholdet

Atomer består af: elektroner (negativ ladning), protoner (positiv ladning) kernepartikler neutroner (neutrale). kernepartikler

Opgaver i atomer. c) Aflæs atommassen for Mg i det periodiske system eller på de udskrevne ark, og skriv det ned.

Opgaver til: 9. Radioaktivitet

IONER OG SALTE. Et stabilt elektronsystem kan natrium- og chlor-atomerne også få, hvis de reagerer kemisk med hinanden:

Afleveringsopgaver i fysik

1. Skalmodellen, periodesystemet og kemisk binding. Øvelse: Kaliumnitrats opløselighed i vand

Dagens program TIL GAVN FOR GARTNERE

Mundtlige eksamensopgaver

Anvendt kemi 1 ekstraspørgsmål. Koncentration

Rapport over Fældningsreaktioner

Navn Kemi opgaver Klasse 9. b Side 1 af 9. Hvilke elementærpartikler indeholder kærnekræfter, som holder kernen sammen?

Det sure, det salte, det basiske Ny Prisma Fysik og kemi 9 - kapitel 1 Skole: Navn: Klasse:

1. Atomteorien - samt øvelsen: Best af molarmasse for lightergas

Eksempler på eksamensspørgsmål.

Redegør for opbygningen af uorganiske molekyler. Kom bl.a. ind på:

Eksamensspørgsmål til kecu eksamen tirsdag d. 3. juni og onsdag d. 4. juni 2014

Anvendelse af lineære ligningssystemer

Eksamensspørgsmål 2c ke, juni Fag: Kemi C-niveau. Censor: Andreas Andersen, Skanderborg Gymnasium

Opgaver til: 6. Syrer og baser

Grundstoffer og det periodiske system

Syrer, baser og salte

Fremstilling af enkeltlag på sølv

Kemi A. Højere teknisk eksamen

%2fAfleveringsportal%2fopgaveaflevering.aspx%3felementId%3d461315

Aurum KEMI FOR GYMNASIET 2 KIM RONGSTED KRISTIANSEN GUNNAR CEDERBERG

Fremstilling af 0,5 g salt

Bio- Den lille kemitime. - Hvordan optages næringsstofferne i busk-, sten- og kernefrugt

Torben Rosenørn. Aalborg Universitet. Campus Esbjerg

Eksperimentelle øvelser, øvelse nummer 3 : Røntgenstråling målt med Ge-detektor

Lokalenhed Midtjylland (MJL). Bilagsoversigt.

Lokalenhed Storstrøm (STO). Bilagsoversigt.

Lokalenhed Østjylland (OJL). Bilagsoversigt.

Kemiaflevering uge 37

Lokalenhed Fyn (FYN). Bilagsoversigt.

Lokalenhed Sjælland (SJL). Bilagsoversigt.

Oversigtsspørgsmål Anvendt kemi bind 1 Kapitel 1: Kemisk mængdeberegning

Uorganisk kemi. HF HCl HBr HI Hydrogenchlorid 10/27/2009. Halogener. H F Cl Br I. Forekomst.87%.07% 1.4% 2.5ppm.3ppm

Test din viden B-forløb

Test din viden D-forløb

Der tilsættes 50,0 ml 1,00 M saltsyre. Hvor stor en masse af jern opløses, hvis reaktionen forløber fuldstændigt, og der er overskud af Fe(s)?

Densitet (også kendt som massefylde og vægtfylde) hvor

3HCl + Al AlCl3 + 3H

Opgaver til: 3. Kemiske bindingstyper

Spørgsmål 1. Øvelse: Dannelse af ioner ved oxidation af magnesium. Teori: Atomers opbygning.

EKSAMENSSPØRGSMÅL Kemi C maj/juni 2017

Atomer er betegnelsen for de kemisk mindste dele af grundstofferne.

Matematisering af redoxprocessers afstemning 1

Bilag 2 - Spildevandsplan

Vejbelægningens indflydelse på stærkt trafikerede gadestrækninger i Danmark

Anvendt kemi 2 - ekstraopgaver

EKSAMENSSPØRGSMÅL Kemi C december 2016 Helsingør. Spørgsmål 1. Grundstoffer og det periodiske system

Grundstoffer og det periodiske system

Eksamensspørgsmål Kemi C, 2016, Kec225 (KSD).

Holdelementnavn XPRS fagbetegnelse (kort) Norm. elevtid (skoleår) Lektioner (antal) 1g ap Almen sprogfors 0 28 totalt 3g as Astronomi 44 1g bk

1 Ioner og ionforbindelser

Uorganisk kemi - Kemisk ligevægt

Du skal også komme ind på øvelsen Saltes opløselighed i vand.

Undervisningsbeskrivelse

Nedenstående spørgsmål er med forbehold for censors godkendelse Spørgsmål 1 Molekyler Eksempler fra hverdagen

Reaktionsmekanisme: 3Br 2 + 3H 2 O. 5Br - + BrO H + Usandsynligt at alle 12 reaktantpartikler støder sammen samtidig. ca.

A B C D E Hjemmeværnmuseet's arkiv/depot Søgaard Distrikter - LMD. Reol/hylde Region/distrikt/m.m. Kasse nr. Indhold 2C3 Flyverhjemmeværne 1

Der er noget i luften Ny Prisma Fysik og kemi 9 - kapitel 6 Skole: Navn: Klasse:

Kemisk Reaktionslære ELO HARALD HANSEN. Polyteknisk Forlag. 2.udgave

Skriftlig eksamen i Almen Kemi I

Gribskov kommune Tisvilde By, Tibirke

-1- Niels Thorup OPGAVER I KEMI

Eksamensspørgsmål 2.f ke Fag: Kemi C Lærer: Peter R Nielsen (PN) Censor: Charlotte Jespersen VUC Aarhus

Kemi A. Studentereksamen

Blegning af tekstiler

Opgaver til: 5. Mængdeberegninger

Eksamensopgaver. NF Kemi C DER KAN OPSTÅ ÆNDRINGER I DE ENDELIGE SPØRGSMÅL

Grundstoffer og det periodiske system

Transkript:

Danmarks Tekniske Universitet Side 1 af 18 sider Skriftlig prøve, tirsdag den 18. december 2012 Kursus navn: Uorganisk Kemi Kursus nr. 26173 Varighed: Hjælpemidler: 4 timer Opgave 1, 2, 3, 4 og 5: Ingen hjælpemidler tilladt Opgave 6, 7, 8, 9 og 10: Alle hjælpemidler tilladt Vægtning : De 10 opgaver vægtes ens. Ved hvert spørgsmål er der angivet et antal procent, der angiver hvilken vægt spørgsmålet tillægges i den samlede bedømmelse. Supplerende oplysninger: Opgaverne skal løses ud fra de i denne tekst givne data, hvoraf ikke alle nødvendigvis skal benyttes. Svarene skal skrives i forbindelse med spørgsmålene på den dertil afsatte plads. Opgaverne, der skal løses uden hjælpemidler, skal afleveres inden hjælpemidler må anvendes. Bilag 1: Det periodiske system med atommasser og elektronegativiteter. Bilag 2: Data til brug i beregninger samt det periodiske system med atommasser og elektronegativiteter.

Skriftlig prøve i kursus 26173/E12 Side 2 af 18 Danmarks Tekniske Universitet Skriftlig prøve, tirsdag den 18. december 2012 Kursus navn Uorganisk Kemi Kursus nr. 26173 Opgave 1, 2, 3, 4 og 5 Ingen hjælpemidler tilladt Navn Studienummer

Skriftlig prøve i kursus 26173/E12 Side 3 af 18 Opgave 1. 1.1 Angiv elektronkonfigurationer for N, Al 3+, Mn og Zn 2+. N: [He]2s 2 2p 3 Al 3+ : [Ne] = [He]2s 2 2p 6 Mn: [Ar]4s 2 3d 5 Zn 2+ : [Ar]3d 10 1.2 Molekylorbitalteori. a) Skitser molekylorbitaldiagrammet for Ne 2. 2% 4% σ 2Pz* π 2Px,y * π 2Px,y σ 2Pz σ 2s * σ 2s σ 1s * σ 1s b) Angiv bindingsorden for Ne 2. Bindingsorden = ½(10-10) = 0 c) Er molekylet Ne 2 stabilt? Ne 2 er ustabilt.

Skriftlig prøve i kursus 26173/E12 Side 4 af 18 1.3 Ved oxidation af Ne 2 kan ionen Ne 2 4+ tænkes dannet. a) Skitser molekylorbitaldiagrammet for Ne 2 4+. or Ne 2 4+ 4% σ 2Pz * π 2Px,y * π 2Px,y σ 2Pz σ 2s * σ 2s σ 1s * σ 1s b) Angiv bindingsorden for Ne 2 4+. Bindingsorden = ½(10-6) = 2. c) Er ionen Ne 2 4+ stabil? Ne 2 4+ er stabilt og isoelektronisk med O 2

Skriftlig prøve i kursus 26173/E12 Side 5 af 18 Opgave 2. 2.1 Navngivning. Navngiv følgende forbindelser: 5% LiBr Lithiumbromid KCN Kaliumcyanid (NH 4 ) 2 CO 3 Ammoniumcarbonat [Cr(NH 3 ) 5 Cl]Cl 2 Pentaamminchlorochrom(III)chlorid [Cu(CN) 4 ] 3 Tetracyanocuprat(I)-ion 2.2 ærdiggør og afstem følgende reaktionsskemaer: 5% Al(s) + O 2 (g) 4 Al(s) + 3 O 2 (g) 2 Al 2 O 3 (s) Sr 2+ (aq) + HSO 4 (aq) Sr 2+ (aq) + HSO 4 (aq) SrSO 4 (s) + H + (aq) BaCO 3 (s) + H 2 SO 4 (aq) BaSO 4 (s) + CO 2 (g) + H 2 O(l) AgNO 3 (aq) + NaI(aq) AgNO 3 (aq) + NaI(aq) AgI(s) + NO 3 (aq) + Na + (aq) Zn(s) + H + (aq) Zn(s) + 2 H + (aq) + 6 H 2 O(l) [Zn(H 2 O) 6 ] 2+ (aq) + H 2 (g) Opgave 3. Kompleksforbindelser 3.1 Betragt de ioniske kompleksforbindelser [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ og [Co(CN) 6 ] 3. or begge forbindelser: 4% a) Angiv centralatomet: Cr og Co b) Angiv centralatomets oxidationstrin: +3 og +3 c) Angiv liganderne: H 2 O og CN d) Angiv koordinationstallet for centralatomet: 6 og 6

Skriftlig prøve i kursus 26173/E12 Side 6 af 18 3.2 Ionerne [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ og [Co(CN) 6 ] 3 har forskellige magnetiske egenskaber. 4% a) Tegn et d-orbitaldiagram med tilhørende elektronfordeling for [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ : [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ d, d 2 2 y 2 z x d xy, d xz, d yz b) Tegn et d-orbitaldiagram med tilhørende elektronfordeling for [Co(CN) 6 ] 3 : [Co(CN) 6 ] 3 d, d 2 2 y 2 z x d xy, d xz, d yz 3.3 Angiv de magnetiske egenskaber for henholdsvis [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ og [Co(CN) 6 ] 3. 2% [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ : paramagnetisk [Co(CN) 6 ] 3 : diamagnetisk

Skriftlig prøve i kursus 26173/E12 Side 7 af 18 Opgave 4. Lewisstrukturer og VSEPR 4.1 Angiv Lewisstrukturer og eventuelle resonansstrukturer (med formelle ladninger) for H 2 S, PCl 3, S 6, CO 3 2 og B 4 : 3% H S O H 2- Cl P Cl Cl O 2- S O B 2- - O C O O C O O C O 4.2 Tegn en tydelig tredimensionel struktur og angiv omtrentlige bindingsvinkler for H 2 S, PCl 3, S 6, CO 3 2 og B 4. 4% H 2 S: Vinklet (ca. 109,5 ) PCl 3 :Trigonal pyramidal (ca. 109,5 ) S 6 : Oktaedrisk (90 ) CO 2 3 : Trigonal plan (120 ) B 4 :Tetraedrisk (109,5 ) 4.3 Angiv for hvert af følgende molekyler/ioner, om de har et dipolmoment, der er forskelligt fra 0: H 2 S, PCl 3, S 6, CO 3 2 og B 4. 3% H 2 S: dipolmoment 0 PCl 3 : dipolmoment 0 S 6 : dipolmoment = 0 CO 3 2 : dipolmoment = 0 B 4 : dipolmoment = 0

Skriftlig prøve i kursus 26173/E12 Side 8 af 18 Opgave 5. 5.1 ærdiggør og afstem følgende reaktionsskemaer for følgende stoffers reaktion med rigeligt vand: 5% P 4 O 6 (s) + H 2 O(l) P 4 O 6 (s) + 6 H 2 O(l) 4 H 3 PO 3 (aq) (evt 4 H + (aq) + 4 H 2 PO 3 (aq)) B(OH) 3 (aq) + H 2 O(l) B(OH) 3 (aq)+ H 2 O(l) B(OH) 4 (aq) + H + (aq) Na(s) + H 2 O(l) 2 Na(s) + 2 H 2 O(l) 2 NaOH(aq) + H 2 (g) Na 2 O 2 (s) + H 2 O(l) Na 2 O 2 (s) + 2 H 2 O(l) 2 NaOH(aq) + H 2 O 2 (aq) Ca(s) + H 2 O(l) Ca(s) + 2 H 2 O(l) Ca(OH) 2 (aq) + H 2 (g) Phosphorsyre kan fremstilles industrielt ud fra calciumphosphat ved at tilsætte koncentreret svovlsyre. 5.2 Opskriv og afstem reaktionen for den industrielle produktion af phosphorsyre, H 3 PO 4 (l), ud fra calciumphosphat, Ca 3 (PO 4 ) 2 (s). 3% Ca 3 (PO 4 ) 2 (s) + 3 H 2 SO 4 (l) 2 H 3 PO 4 (l) + 3 CaSO 4 (s) 5.3 Opskriv en afstemt reaktionsligning for fremstilling af Si(s) ud fra SiO 2 (s). 2% SiO 2 (s) + C(s) Si(s) + CO 2 (g)

Skriftlig prøve i kursus 26173/E12 Side 9 af 18 Bilag 1. Periodisk system med atommasser og elektronegativiteter 1 1,00794 2 4,0026 H He 2,1 3 6,941 4 9,0121 5 10,811 6 12,011 7 14,007 8 15,999 9 18,998 10 20,180 Li Be B C N O Ne 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 11 22,990 12 24,305 13 26,982 14 28,086 15 30,974 16 32,066 17 35,453 18 39,948 Na Mg Al Si P S Cl Ar 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,5 3,0 19 39,098 20 40,078 21 44,956 22 47,87 23 50,942 24 51,996 25 54,938 26 55,845 27 58,933 28 58,693 29 63,546 30 65,39 31 69,723 32 72,61 33 74,922 34 78,96 35 79,904 36 83,80 K Ca Sc Ti V Cr Mn e Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 0,8 1,0 1,3 1,5 1,6 1,6 1,5 1,8 1,9 1,9 1,9 1,6 1,6 1,8 2,0 2,4 2,8 37 85,468 38 87,62 39 88,906 40 91,224 41 92,906 42 95,94 43 (97,907) 44 101,07 45 102,91 46 106,42 47 107,87 48 112,41 49 114,82 50 118,71 51 121,76 52 127,60 53 126,90 54 131,29 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 1,9 2,2 2,2 2,2 1,9 1,7 1,7 1,8 1,9 2,1 2,5 55 132,91 56 137,33 57 138,91 72 178,49 73 180,95 74 183,84 75 186,21 76 190,23 77 192,22 78 195,08 79 196,97 80 200,59 81 204,38 82 207,20 83 208,98 84 (209) 85 (210) 86 (222) Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 0,7 0,9 1,0 1,3 1,5 1,7 1,9 2,2 2,2 2,2 2,4 1,9 1,8 1,9 1,9 2,0 2,2 87 (223) 88 (226) 89 (227) 104 (261) 105 (262) 106 (263) 107 (262) 108 (265) 109 (266) r Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt 0,7 0,7 58 140,12 59 140,91 60 144,24 61 (144,91) 62 150,36 63 151,96 64 157,25 65 158,93 66 162,50 67 164,93 68 167,26 69 168,93 70 173,04 71 174,97 Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 90 232,04 91 231,04 92 238,03 93 (237,05) 94 (244,06) 95 (243,06) 96 (247) 97 (247,07) 98 (251,08) 99 (252,08) 100 (257,1) 101 (258,1) 102 (259,1) 103 (262,1) Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es m Md No Lr

Skriftlig prøve i kursus 26173/E12 Side 10 af 18 Danmarks Tekniske Universitet Skriftlig prøve, tirsdag den 18. december 2012 Kursus navn Uorganisk Kemi Kursus nr. 26173 Opgave 6, 7, 8, 9 og 10 Alle hjælpemidler tilladt Navn Studienummer

Skriftlig prøve i kursus 26173/E12 Side 11 af 18 Opgave 6. Koordinationsforbindelser og elektrokemi Jern danner koordinationsforbindelser i både oxidationstrin +2 og +3. 6.1 Opskriv en afstemt reaktionsligning for oxidation af [e(h 2 O) 6 ] 2+ med ilt i sur opløsning. 2% 4 [e(h 2 O) 6 ] 2+ + O 2 (g) + 4 H + (aq) 4 [e(h 2 O) 6 ] 3+ + 2 H 2 O(l) 6.2 Opskriv en afstemt reaktionsligning for oxidation af [e(h 2 O) 6 ] 2+ med sølvioner. 2% [e(h 2 O) 6 ] 2+ + Ag + (aq) [e(h 2 O) 6 ] 3+ + Ag(s) 6.3 Argumenter for om reaktionerne i 6.2 og 6.3 er spontane som opskrevet ovenfor eller om de er spontane i den modsatte retning ved standardbetingelserne. 2% or reaktionen i 6.2: E emf = E (O 2 (g)+4h + (aq)/h 2 O(l)) E (e 3+ (aq)/e 2+ (aq)) = 1,23 V 0,77 V = 0,46 V > 0. Dermed er reaktionen spontan som opskrevet. or reaktionen i 6.3: E emf = E (Ag + (aq)/ag(s)) E (e 3+ (aq)/e 2+ (aq)) = 0,80 V 0,77 V = 0,03 V > 0. Dermed er reaktionen spontan som opskrevet. Betragt [e(h 2 O) 6 ] 2+ og [e(h 2 O) 6 ] 3+. Ligandfeltopsplitningen,, stiger med oxidationstrinet. Energien af de to opsplitninger er henholdsvis 9400 cm -1 for [e(h 2 O) 6 ] 2+ og 13300 cm -1 for [e(h 2 O) 6 ] 3+. 6.4 Vis at elektromagnetisk stråling med disse energier ligger udenfor det synlige område. (Det synlige område har bølgelængder imellem ca. 390 og 740 nm) 2 % λ = 1/9400 cm -1 = 0,0001064 cm = 1064 nm λ = 1/13300 cm -1 = 0,0000730 cm = 752 nm 1064 nm og 752 nm er begge i det infrarøde område og dermed uden for det synlige område.

Skriftlig prøve i kursus 26173/E12 Side 12 af 18 6.5 Omregn energierne af ligandfeltopsplitningerne fra enheden cm -1 til enheden kj mol -1 for begge forbindelser. E = hcλ -1 = 6,626 10-34 J s 2,998 10 8 m s -1 / 1064 10-9 m 6.022 10 23 mol -1 = 112 kj mol -1 2 % E = hcλ -1 = 6,626 10-34 J s 2,998 10 8 m s -1 / 752 10-9 m 6.022 10 23 mol -1 = 159 kj mol -1 Opgave 7. Bindingsenergi. Siliciumtetrachlorid, SiCl 4, er en farveløs væske, der reagerer spontant med vand: SiCl 4 (l) + 2 H 2 O(g) SiO 2 (s) + 4 HCl(g) 7.1 Anvend tabelværdier for gennemsnitlige bindingsenergier til at give et estimat for reaktionsenthalpien, r H, for reaktionen skrevet ovenfor. (Kvarts, SiO 2, er et uendeligt gitter, hvor hvert silicium atom danner fire Si-O enkeltbindinger) 3 % r H = 4 b H(Si-Cl) + 4 b H(H-O) 4 b H(Si-O) b H(H-Cl) = 4 (406 + 464 432 466) kj mol -1 = 112 kj mol -1 7.2 Beregn reaktionsenthalpien, r H, for reaktionen ovenfor ved hjælp af tabelværdier for dannelsesenthalpier. 3 % r H = f H(SiO 2 (s)) + 4 f H(HCl(g)) f H(SiCl 4 (l)) 2 f H(H 2 O(g)) = ( 911 + 4 ( 92) kj mol -1 ( 687) 2 ( 242))= 108 kj mol -1 7.3 Angiv om reaktionen er exotherm eller endotherm. 2 % Exotherm da r H < 0 7.4 Angiv hvilke årsager der kan ligge grund til forskellen mellem enthalpierne beregnet i 7.1 og i 7.2. Der beregnes med gennemsnitlige bindingsenthalpier for den type bindinger og dette er forbundet med en vis usikkerhed. Desuden kan der være forskelle hvis nogle af forbindelserne ikke er i deres standardtilstand i reaktionsskemaet. 2 %

Skriftlig prøve i kursus 26173/E12 Side 13 af 18 Opgave 8. Born-Haber cyklus. 8.1 Opstil en Born-Haber cyklus for reaktionsskemaet: 4 % 2 Sc(s) + 3 2 (g) 2 Sc 3 (s) 2 Sc(s) + 3 2 (g) 2 subl H (Sc, s) + 3 b H ( 2, g) 2 Sc(g) + 6 (g) 2 f H (Sc 3, s) 2 IE 1 (Sc, g) 6 EA 1 (, g) 2 IE 2 (Sc, g) 2 IE 3 (Sc, g) 2 gitter H (Sc 3,s) 2 Sc 3 (s) 2 Sc 3+ (g) + 6 (g) 8.2 Beregn gitterenthalpien, gitter H, for Sc 3 (s) ud fra Born-Haber cyklussen i 8.1. 3 % 2 gitter H (Sc 3 ) = 2 IE 1 (Sc, g) 2 IE 2 (Sc, g) 2 IE 3 (Sc, g) + 6 EA 1 (, g) 2 subl H (Sc, s) 3 b H ( 2, g) + 2 f H (Sc 3, s) = 2 633 kj mol -1 2 1235 kj mol -1 2 2389 kj mol -1 + 6 328 kj mol -1 2 378 kj mol -1 3 158 kj mol -1 + 2 ( 1247 kj mol -1 ) = 10270 kj mol -1 gitter H (Sc 3 (s)) = 5135 kj mol -1 8.3 Navngiv forbindelserne: 3 % Sc 3 Scandiumfluorid N 3 Nitrogentrifluorid Na 3 [Co 6 ] Natriumhexafluorocobaltat(III)

Skriftlig prøve i kursus 26173/E12 Side 14 af 18 Opgave 9. Krystalgitre Jern krystalliserer i både i en fladecentreret kubisk enhedscelle (fcc) og i en rumcentreret kubisk enhedscelle (bcc). Atomradius for jern er 126 pm. 9.1 Beregn densiteten af jern i en fladecentreret kubisk enhedscelle (fcc). 3 % or sidelængden, a i en fladecentreret kubisk enhedscelle gælder der: 4 r = 2 a dvs. a = 2 2 r En fcc enhedscelle indeholder 4 jernatomer. Densiteten er d = m/v = 4 55,845 g mol -1 / 6,022 10 23 mol -1 /(2 2 126 10-10 cm) 3 = 8,20 g cm -3 9.2 Beregn densiteten af jern i en rumcentreret kubisk enhedscelle (bcc). 3 % or sidelængden, a i en rumcentreret kubisk enhedscelle gælder der: 4 r = 3 a dv.s a = 4/ 3 r En bcc enhedscelle indeholder 2 jernatomer. Densiteten er d = m/v = 2 55,845 g mol -1 / 6,022 10 23 mol -1 /(4/ 3 126 10-10 cm) 3 = 7,53 g cm -3 9.3 Hvilken af de to krystalformer har den mest effektive pakning af jernatomer? 2 % cc er tætteste kuglepakning og derfor mere effektivt. Det ses også ovenfor, at densiteten er højere for fcc jern. 9.4 Hvilken type bindinger er til stede i jern? 2 % Metalbindinger

Skriftlig prøve i kursus 26173/E12 Side 15 af 18 Opgave 10. Kvalitativ analyse Et hvidt salt er blevet analyseret ved øvelserne i kvalitativ analyse. Det er blevet observeret at: a. Saltet er letopløseligt i vand. b. Hvis en opløsning af saltet i vand tilsættes salpetersyre og derefter en bariumnitrat opløsning dannes et hvidt bundfald. c. Hvis en opløsning af saltet i vand tilsættes en natriumhydroxid opløsning dannes et hvidt bundfald, som ikke går i opløsning igen i overskud af natriumhydroxid. d. Der dannes ikke bundfald når en opløsning af saltet i vand tilsættes saltsyre. 10.1 Opskriv en afstemt reaktionsligning for reaktionen der sker ved punkt b). Hvad kan man slutte om forbindelsen ud fra denne oplysning? 2% (sur) HSO 4 (aq) + Ba 2+ (aq) BaSO 4 (s) + H + (aq) orbindelsen må indeholde sulfat, siden der kommer et bundfald med bariumchlorid i sur væske. 10.2 Angiv mindst en kation, der udelukkes ved punkt d) og begrund dit svar. 2% Der er ikke en kation til stede, der fælder med chlorid. Ag + kan udelukkes idet AgCl(s) er tungtopløseligt. (Pb 2+ og Tl + kunne også fælde her og kan udelukkes) Ved hjælp af oplysningerne ovenfor kan man entydigt bestemme, hvilket af de følgende 6 salte, der er det korrekte: Na 2 SO 4 MgSO 4 BaCl 2 Al(NO 3 ) 3 AgNO 3 Al 2 (SO 4 ) 3

Skriftlig prøve i kursus 26173/E12 Side 16 af 18 10.3 a) Angiv hvilket af saltene, der er det ukendte stof. MgSO 4 4 % b) Begrund dit svar Vi ved fra 10.1 at stoffet indeholder sulfat, dermed må det være enten Na 2 SO 4, MgSO 4 eller Al 2 (SO 4 ) 3. (Med 10.2 har vi dermed faktisk udelukket AgNO 3 to gange.) Oplysning c) fortæller os at det må være MgSO 4 idet Mg 2+ giver et hvidt bundfald med NaOH, som ikke går i opløsning i overskud: Mg 2+ (aq) + 2 OH (aq) Mg(OH) 2 (s) hvidt Na + fælder ikke med OH Al(OH) 3 vil fælde ud, men vil gå i opløsning i overskud af base: Al 3+ (aq) + 4 OH (aq) Al(OH) 4 (aq) c) Navngiv det ukendte stof. Magnesiumsulfat. 10.4 Angiv hvorledes man entydigt kan påvise den kation, som du har angivet i dit svar til 10.3. (Hvis du ikke har svaret på 10.3 så angiv hvorledes man entydigt kan påvise Zn 2+ ioner i et salt.) 2 % Magnesium kan påvises ved at fælde Mg(OH) 2 (s) ved tilstedeværelsen af farvestoffet chinalizarin. Mg(OH) 2 (s) farves herved kornblomstblå. Zink holdes i opløsning i base som Zn(OH) 4 2 (aq), men fælder som ZnS(s) ved tilsætning af sulfid.

Skriftlig prøve i kursus 26173/E12 Side 17 af 18 Bilag 2. Data til brug i beregninger ysiske konstanter: Avogadros konstant: L = 6,022 10 23 mol 1 Plancks konstant: h = 6,626 10-34 J s Lysets hastighed: c = 2,998 10 8 m s 1 Standard reduktionspotentialer: E (e 3+ (aq)/e 2+ (aq)) = 0,77 V E (Ag + (aq)/ag(s)) = 0,80 V E (O 2 (g)+4h + (aq)/2h 2 O(l)) = 1,23 V Alle E er ved 25 C, tryk 1 bar og koncentrationer 1 M. Gennemsnitlige bindingsenergier: b H(Si Cl) = 406 kj mol 1 b H(H Cl) = 432 kj mol 1 b H(H O) = 464 kj mol 1 b H(Si O) = 466 kj mol 1 b H( ) = 158 kj mol 1 Dannelsesenthalpier f H(SiCl 4 (l)) = 687 kj mol 1 f H(SiO 2 (s)) = 911 kj mol 1 f H(H 2 O(l)) = 242 kj mol 1 f H(HCl(g)) = 92 kj mol 1 f H(Sc 3 (s)) = 1247 kj mol 1 ørste ioniseringsenergi for Sc(g) = 633 kj mol 1 Anden ioniseringsenergi for Sc(g) = 1235 kj mol 1 Tredje ioniseringsenergi for Sc(g) = 2389 kj mol 1 ørste elektronaffinitet for (g) = 328 kj mol 1 Sublimationsenthalpi for Sc(s) = 378 kj mol 1

Skriftlig prøve i kursus 26173/E12 Side 18 af 18 Periodisk system med atommasser og elektronegativiteter 1 1,00794 2 4,0026 H He 2,1 3 6,941 4 9,0121 5 10,811 6 12,011 7 14,007 8 15,999 9 18,998 10 20,180 Li Be B C N O Ne 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 11 22,990 12 24,305 13 26,982 14 28,086 15 30,974 16 32,066 17 35,453 18 39,948 Na Mg Al Si P S Cl Ar 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,5 3,0 19 39,098 20 40,078 21 44,956 22 47,87 23 50,942 24 51,996 25 54,938 26 55,845 27 58,933 28 58,693 29 63,546 30 65,39 31 69,723 32 72,61 33 74,922 34 78,96 35 79,904 36 83,80 K Ca Sc Ti V Cr Mn e Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 0,8 1,0 1,3 1,5 1,6 1,6 1,5 1,8 1,9 1,9 1,9 1,6 1,6 1,8 2,0 2,4 2,8 37 85,468 38 87,62 39 88,906 40 91,224 41 92,906 42 95,94 43 (97,907) 44 101,07 45 102,91 46 106,42 47 107,87 48 112,41 49 114,82 50 118,71 51 121,76 52 127,60 53 126,90 54 131,29 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 1,9 2,2 2,2 2,2 1,9 1,7 1,7 1,8 1,9 2,1 2,5 55 132,91 56 137,33 57 138,91 72 178,49 73 180,95 74 183,84 75 186,21 76 190,23 77 192,22 78 195,08 79 196,97 80 200,59 81 204,38 82 207,20 83 208,98 84 (209) 85 (210) 86 (222) Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 0,7 0,9 1,0 1,3 1,5 1,7 1,9 2,2 2,2 2,2 2,4 1,9 1,8 1,9 1,9 2,0 2,2 87 (223) 88 (226) 89 (227) 104 (261) 105 (262) 106 (263) 107 (262) 108 (265) 109 (266) r Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt 0,7 0,7 58 140,12 59 140,91 60 144,24 61 (144,91) 62 150,36 63 151,96 64 157,25 65 158,93 66 162,50 67 164,93 68 167,26 69 168,93 70 173,04 71 174,97 Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 90 232,04 91 231,04 92 238,03 93 (237,05) 94 (244,06) 95 (243,06) 96 (247) 97 (247,07) 98 (251,08) 99 (252,08) 100 (257,1) 101 (258,1) 102 (259,1) 103 (262,1) Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es m Md No Lr