Oppgave 1 (35 poeng) 1. uttak til den 38. Kjemiolympiaden, Fasit og poengberegning. 1) D 2) B 3) A 4) A 5) D 6) C 7) D 8) C

Transkript

1 1. uttak til den 38. Kjemiolympiaden, 006. Fasit og poengberegning. ppgave 1 (35 poeng) 1) D ) B 3) A ) A 5) D 6) C 7) D 8) C 9) D 10) A 11) C 1) B 13) C 1) B 15) B 16) D 17) B 1

2 ppgave (15 poeng) A. a) Kun i) NaCl(aq) vil få pæra til å lyse. For å få strømmen til å gå trengs det ioner. Rent vann, heksan og sukker er ikke ioner og leder ikke strøm. b) Pæra vil fortsatt lyse. AgCl(s) vil felles ut, men Na + og N ioner vil være tilstede og lede strømmen. B. a) C 18 H C + 18 H b) Lyset slukker. Fra reaksjonsligningen ser vi at en av reaktantene forbrukes i reaksjonen. Reaksjonen vil dermed tilslutt stoppe opp av seg selv når oksygen er oppbrukt c) Reaksjonen avgir varme og er dermed eksoterm ppgave 3 (0 poeng) A. a) M=m/n, antall molekyler = n N A =m N A /M= , / = 00 milliarder molekyler ( ) b) 0,5 / = = 5 millioner mennesker B. a) R-CH + H R-C - + H 3 + evn.; R-CH R-C - + H + b) c=n/v, M=m/n, kombinert c=m/vm gir c=0,3/(0,1 180,17)= 0,0167 M c) Massevirknignsloven: K=[R-C - ][H 3 + ]/[R-CH][H ] (eller evt. uten H ) K=0,0015 /0,016 = 3, d) ph = -log 0,0015 =,67 og andel protolysert (0,0015/0,0167) 100 = 1,9% e) Likevekten forskyves mot venstre ifølge Le Chateliers prinsipp. Dette fører til at mindre av acetylsalisylsyren protolyserer, og andelen protolysert syre synker.

3 ppgave (15 poeng) A. a) M.vekt DDT: 35, Masse% Cl = 5 35,5 g Cl/ = 50.1%. B. a) Empirisk formel: C H Ant. Mol C = 70,58 g C 1 mol C/1,01 g C = 5,88 mol C Ant. Mol H = 5,93 g H 1 mol H/1,01 g H = 5,87 mol H Ant. Mol = = 3,9 g 1 mol / 16,00 = 1,7. Dvs. C 5,88 H 5,87 1,7 = C 5,88/1,7 H 5,87/1,7 1,7/1,7 = C H 3,99 b) Masse av empirisk formel: 1,01 + 1, ,00 = 68,08 136/68,08 = Molekylformel: C 8 H 8 c) C ppgave 5 (10 poeng) a) ph = - log [ ( 10-1 ) ½ ] = 6,7 b) ph amm = - log [ (10-30 ) ½ ] = 15 3

4 FASIT - Kjemiolympiadens. runde 006 ppgave 1 1) A ) C 3) C ) C 5) D 6) B 7) D 8) B ppgave a) HCl + H - H + Cl - H S + H - H + S - HN 3 + H - H + N 3 - (Ioneligninger i ulike varianter er også korrekt) b) Ba + (aq) + S - (aq) BaS (s) Ag + (aq) + Cl - (aq) AgCl(s) c) 3,5 g BaS tilsvarer 3,5g : 33, g/mol = 0,015 mol S - og dermed 0,030 mol svovelsyre totalt 5,0g AgCl tilsvarer 5,0g : 13, g/mol = 0,035 mol Cl - og dermed også 0,070 mol saltsyre totalt d),0g NaH tilsvarer,0g : 0 g/mol = 1,1 mol H - til nøytralisering. Mengde salpetersyre må da ha vært 1,1 x 0,030 0,070 mol = 0,97 mol

5 ppgave 3 A a) H b) c) d) H H e) Me f) Me Me Me Me Me B a) Mn - H H b) H H + H + H Produkt med addert vann til dobbelbindingen godkjennes også 5

6 ppgave a) H + 7 6C + H C6 6 3 C6H C + 8H C7H C + 3H b) mg BD= 7+,5+ 7 3,0 = 60, 9,1 19,1 138,1 L mg L c) Fra halvreaksjonene + H + e H og Mn fremgår det at eller H + 5e Mn 5 mol 0 mol e - mol Mn - 1 mol 5 mol Mn - d) Nødvendig mengde pr. L når en tar hensyn til den ufullstendige oksidasjonen er: 16 9,1 7 0, ,1,5 0, ,1 mmol 7 0,85 L = 1,61 mmol L Tilsvarende stoffmengde Mn - for 50 ml avløpsvann blir n = c V = ( 1,61 0,8 0,50) mmol = 0, mmol 33 Mn Mn Volum kaliumpermanganatløsning: n 3,3 10 mol V = = = 6, 5mL c 0,050 L 6

7 ppgave 5 NB! K sp (AgCl) varierer litt i forskjellige tabellverk, f.eks, ; fasit er beregnet ut fra en tabellverdi på 1, a) AgCl (s) Ag + (aq) + Cl - (aq) K sp =[Ag + ][Cl - ] 1, =x x=1, M n=cv=1, mol m AgCl =nm m =1, mol 13,3 g/mol = 0,0019 g b) Likevekten: i. vil gå mot venstre for å motvirke tilsetningen av sølvioner (Le Chateliers prinsipp). Løseligheten av AgCl avtar. ii. vil gå mot høyre fordi sølv fjernes ved følgende red-oks reaksjon: Ag + (aq) + Zn(s) Ag(s) + Zn + (aq) iii. er uendret da løsningen er mettet iv. vil gå mot venstre fordi konsentrasjonene av sølv- og kloridionene øker c) K dannelse =[Ag(NH 3 ) + ] / [Ag + ][NH 3 ] d) Konsentrasjonen av kompekset vil: i. øke: reaksjonen går mot høyre for å motvirke tilsetningen av sølvioner ii. avta: reaksjonen går mot venstre fordi ammoniakk vil forbrukes ved å reagere med H + og danne NH + e) Likevekten er forskjøvet mot venstre. K c = 1, , =, [Ag(NH 3 ) + ][Cl - ] < [NH 3 ], K<1 f) AgCl(s) + NH 3 (aq) Ag(NH 3 ) + (aq) + Cl (aq) c start 1,0 0 0 c likevekt 1,0-x x x K c =, =x /(1,0-x) 0,0538=x/(1,0-x), x=0,086 M m AgCl =0,086 mol/l 13, g/mol = 7,0 g/l g) Det kan tilsettes syre slik at ammoniakken forbrukes. Det er vanlig å bruke salpetersyre. Andre gode forslag vil også kunne gi uttelling. 7

8 ppgave 6 a) RaS ( s) + C RaC ( s) + S ( ) 3 3 aq (andre grunnstoff en Ra kan velges, se oppgaveteksten) b) Løsningen er basisk. Karbonationet er den korresponderende basen til den svake syren karbonsyre, og vil delvis protolysere i vann etter følgende reaksjonsligning(er): C3 + H l ( ) HC3 + H HC3 + H l ( ) H C3 + H som gir et overskudd av H - - ioner. c) Tilsetter vi saltsyre, får vi for radiumkarbonat H 3 + Cl + Ra + C3 Ra + Cl + C ( g) + 3H ( l) d.v.s. en løsning av radiumklorid i vann. d) Halvreaksjonene er Ra + + e Ra( Hg) Reduksjon Cl Cl + e ksidasjon e) Radium reagerer med vann som kalsium (siden disse står i samme hovedgruppe), d.v.s. + Ra ( s) + H l ( ) Ra + H + H ( g) 1g 1g f) = = ppm 6 6 = 7tonn 7 10 g