Studium/klasse: Masterutdanning i profesjonsretta naturfag. 8 (inkludert denne og vedlegg)

Transkript

1 Eksamensoppgave høsten 2010 Ordinær eksamen Bokmål Fag: Grunnleggende kjemi Eksamensdato: 7.desember 2010 Studium/klasse: Masterutdanning i profesjonsretta naturfag Emnekode: NAT400 Eksamensform: Skriftlig Antall sider: 8 (inkludert denne og vedlegg) Eksamenstid: Kl Fagansvarlig: Atle Ivar Olsen Sensurfrist: 3. januar 2011 Hjelpemidler: Kalkulator Vedlegg: 3 ( tabell over standard dannelsesvarme og tabell over standard reduksjonspotensialer og det periodiske system )

2 Eksamen Grunnleggende Kjemi Høgskolen i Nesna, 7. desember 2010, 4 timer skriftlig eksamen. Hver hovedoppgave teller likt (25 %). Det er tillatt å bruke kalkulator. Tabeller over standard dannelsesvarme og reduksjonspotensial, samt det periodiske system er vedlagt. Oppgave 1) Uorganisk kjemi stoffer a) Sett navn på følgende forbindelser: i) Mg 3 P 2 ii) CuS og Cu 2 S iii) NaHSO 4 iv) K 2 CO 3 10 H 2 O b) Skriv formlene for disse stoffene: i) bariumklorid ii) dinitrogenpentaoksid iii) jern(iii)oksid iv) ammoniumacetat c) Bruk VSEPR modellen for å forutsi om molekylet SOCl 2 (S er sentralatomet) er polart? d) i) I hvilke form finner man nitrogen hovedsakelig i naturen? Gjør greie for oppbygging og egenskapene til hovedformen. ii) Hvordan kan man fremstille ren nitrogen henholdsvis industrielt og på laboratoriet (skriv reaksjonslikning for den siste). iii) Hvorfor bør man ikke bruke varmt vann fra springen i matlaging? Oppgave 2) Organisk Kjemi a) Tegn strukturformler for disse stoffene: i) cis-2-penten ii) 3-etyl-2,3-dimetyloktan iii) 1-hydroksybutanon b) Sett navn på følgende forbindelser:

3 c) Hvilke av forbindelsene i b) er strukturisomere forbindelser? d) Hvordan vil du ved forsøk avgjøre om et ukjent stoff var forbindelse II eller III? e) i) Vi kan fremstille III ved å gå ut fra forbindelse I. Hva slags reaksjonstype er dette? ii) Vi gikk ut fra 3,2 g ren I i et forsøk, og fikk 1,2 g ren III. Hvor stort er dette utbyttet i prosent av det teoretiske mulige utbyttet? Oppgave 3) Likevekter i vann syrer og baser a) Definer begrepene syre og base. Angi hva som er korresponderende syrer og baser reaksjonene under: 1) HNO 3 + H 2 O H 3 O + + NO 3-2) NH 3 + H 2 O NH OH - b) Nevn minst 4 egenskaper til syrer. c) For et syre-basepar gjelder likningen K a K b = K w Vis en måte å komme frem til denne likningen. d) Hva menes med en sterk syre og en svak syre? Hvilken av syrene under er den sterkeste? Grunngi svaret. Syre CH 3 COOH HCN HNO 2 HCOOH K a 1, mol/l 6, mol/l 7, mol/l 1, mol/l e) Beregn ph i disse løsningene: i) 0,10 M HCl (M er mol/l) ii) 0,020 M Ca(OH) 2 iii) 0,50 M NaCH 3 COO f) Konsentrasjonen av en eddiksyreløsning ble bestemt ved hjelp av en titrering med 0,100 M NaOH løsning. To personer titrerte hver sin prøve på 25,0 ml av eddiksyreløsningen. Person A benyttet metylrødt som indikator, titrerte til gul farge og hadde et forbruk av NaOH-løsning på 12,0 ml. Person B brukte fenolftalein som indikator, og titrerte til svak rød farge og hadde et forbruk på 12,6 ml. Titrerkurven og indikatorenes omslagsområder er vist på neste side.

4 i) Hva mener vi med ekvivalenspunkt i en titrering? ii) Hvilken eddiksyrekonsentrasjon fant personene? iii) Hva kan være årsakene til at de fikk forskjellige resultater? iv) Hvem mener du fikk det mest korrekte resultatet? Grunngi svaret ditt. g) i) Hva menes med løselighetsprodukt for løsninger av salt? ii) Hvor mange gram sølvklorid kan bli løst i 1,0 L vann når løselighetsproduktet til sølvklorid er 1, (mol/l) 2. iii) Hvor mange gram sølvklorid kan bli løst i 1 L 0,1 mol/l saltsyre? Oppgave 4) Elektrokjemi/Energikjemi/Likevekter a) For reaksjonen: CO(g) H2O(g) CO2 (g) H2 (g), er K c 4, 0 ved 500 C. 1. Sett opp likevektsuttrykket for denne reaksjonen. 2. Dersom 0,10 mol H 2 og 0,10 mol CO 2 plasseres i en 2,00 L beholder og reagerer ved 500 C, hva vil konsentrasjonene av alle de fire gassene være ved likevekt? b) Beregn H for reaksjonen: 2Na2O2 ( s) 2H 2O( l) 4NaOH ( s) O2 ( g). 1. Vis ved regning at reaksjonen er eksoterm. Bruk data gitt i Vedlegg Hvor mange kilojoule frigjøres når 25,0 g Na 2 O 2 reagerer i følge denne ligningen? c) Vi vil utføre et tredelt eksperiment. Vi har tre skåler med 3 mol/l saltsyre. Ned i den ene skålen senker vi en sinkbit, ned i den andre skålen en kobberbit, og ned i den tredje skålen en magnesiumbit. 1. Beskriv og forklar det vi kommer til å observere. 2. Ville resultatet blitt det samme dersom vi benyttet 3 mol/l salpetersyre i stedet for 3 mol/l saltsyre? Forklar.

5 Vedlegg 2: Standard dannelsesvarme

6 Vedlegg 3: Standard reduksjonspotensialer

7

8