ORDINÆR EKSAMEN Sensur faller innen

Transkript

1 Skriftlig eksamen i Naturfag 2, NA230-E 30 studiepoeng ORDINÆR EKSAMEN Sensur faller innen BOKMÅL Resultatet blir tilgjengelig på studentweb første virkedag etter sensurfrist, dvs (se Vi gjør oppmerksom på at frist for ev. å be om begrunnelse er uke fra karakteren er bekjentgjort iht. lov om universiteter og høgskoler. Timer: 6 Hjelpemidler: Tabeller i fysikk og kjemi, kalkulator, læreplaner i naturfag for Kunnskapsløftet Informasjon: Alle oppgaver skal besvares. Oppgavesettet er på i alt seks 6 sider. For at eksamen skal være bestått, må både fysikk og kjemidelen være bestått (minimum 35 % rett). Start besvarelsen i fysikk og kjemidelen på nytt ark. Fysikk og kjemibesvarelsene må stiftes hver for seg da de skal sensureres av ulike sensorer. FYSIKK Oppgave Astrofysikk (0 %) En stjerne har en overflatetemperatur på 0000 K. Wiens forskyvningslov sier at produktet av bølgelengden der den utstrålte effekten har sitt maksimum, og den absolutte temperatur til et himmellegeme er konstant. Regn ut bølgelengden ved maksimal effekt fra denne stjernen. Oppgave 2 Elektrisitet (0 %) Mellom elektrisk ladde partikler virker det enten tiltrekkende eller frastøtende krefter, alt etter om ladningene er positive eller negative. Avstanden mellom to små kuler er 2,0 cm (punktladninger). Kulene har ladning - 8,0 0-9 C og - 2,0 0-9 C. Finn kraften mellom kulene. Er kraften frastøtende eller tiltrekkende?

2 Oppgave 3 Atomfysikk (5 %) I atomfysikk studerer vi energitilstandene til hydrogenatomet. Gå ut fra at elektronet i hydrogenatomet er i tilstand n = 2. Elektronet faller ned til tilstand n =. a) Regn ut energien, frekvensen og bølgelengde til det fotonet som blir sendt ut. b) Er fotonet innenfor området for synlig lys? Oppgave 4 Elektronikk (5 %) Når vi bygger en forsterker bruker vi dioder, transistorer, kondensatorer og motstander. Vi skal kople fire motstander på R = 20 Ω, R2 = 40 Ω, R3 = 80 Ω og R4 = 80 Ω i serie. Strømkretsen med motstander er koplet til et batteri på 9,0 V. a) Regn ut erstatningsresistansen til strømkretsen. b) Regn ut strømmen som går gjennom strømkretsen. c) Regn ut spenningen over hver av motstandene når de er koplet i serie. d) Vi setter sammen en ny strømkrets med alle fire motstander i parallell. Regn ut erstatningsresistansen til strømkretsen når motstandene er koplet i parallell. KJEMI Oppgave 5 Organisk kjemi (25 %) Under er strukturformler for noen organiske forbindelser tegnet: OH O I: CH 3 C CH 3 II: CH 3 C CH 3 H O O CH 3 III: CH 3 C H IV: CH 3 CH 2 C O CH CH 3 O O V: CH 3 CH 2 C OH VI: CH 3 CH 2 C H a) Hvilke stoffgrupper tilhører stoffene? Hvilke av dem er isomere, og i så fall hva slags isomeri er det snakk om? Hva er det systematiske navnet på forbindelse V? b) Sammenlign de fire figurene på neste side. Hvilken stoffgruppe tilhører de, og hva er det ved strukturen til de fire stoffene som gir dem litt ulike egenskaper?

3 H H 2 N C COOH CH 3 CH CH 2 CH 3 CH 3 H 2 N C COOH OH CH3 H 2 N C COOH (CH 2 ) 3 NH C = NH 2 + NH 2 CH 3 H 2 N C COOH CH 2 SH c) Forklar hvordan proteiner er bygd opp fra primærstrukturen i proteinet til det ferdige proteinet med to eller flere polypeptidkjeder. Legg spesielt vekt på bindinger og hva som er viktigst for proteinets tredimensjonale struktur tertiærstrukturen. Bruk gjerne figurer for å illustrere. Oppgave 6 Uorganisk kjemi (25 %) En student ville bestemme mengden av jern i stålull, som hun antok bestod av nesten bare jern. Hun veide først opp to biter stålull, hver på 0,500 g til to paralleller. a) For å løse opp stålulla tilsatte hun svovelsyre i overskudd. Hvor stort volum 3.00M H 2 SO 4 måtte hun tilsette til hver av de to prøvene for at det skulle utgjøre ti ganger det volumet som var nødvendig for å overføre jernet (Fe) til Fe 2+ - ioner? b) Studenten brukte deretter titrering med kaliumpermanganat til å bestemme jerninnholdet i stålulla. Når MnO ionet virker som oksidasjonsmiddel i sur løsning, reduseres permanganationene til toverdige manganioner etter likningen: MnO H e - Mn H 2 O Studenten oksiderte Fe 2+ - ionene i den sure løsningen til Fe 3+ - ioner ved å titrere med M kaliumpermanganatløsning. Forbruket i de to parallellene var 32.3 cm 3 og 32.5 cm 3.. Finn antall gram jern, gjennomsnittlig, i de to stålullbitene. 2. Regn ut det % - vise jerninnholdet i stålulla. 3. Hvorfor brukte hun ingen indikator ved titreringen? 4. Hvorfor løste hun ikke stålulla i salpetersyre (HNO 3 ) eller saltsyre (HCl)? Molar masse for jern er g/mol. c) En annen student, i praksis, ville lære sine elever i 7. klasse litt om syrer og baser. Han bestemte seg blant annet for å lage løsninger av saltsyre (HCl) og eddiksyre (CH 3 COOH) med samme konsentrasjon og la elevene måle ph i løsningene.

4 i) Forklar hvorfor studenten fikk ulik ph verdi i de to løsningene selv om de hadde samme konsentrasjon. ii) Studentene regnet seg frem til passende ph i løsningene, og bestemte seg for å lage løsninger på 0.40M. Han fant ut at ph i løsningen av saltsyre ble 0,40 og at ph i eddiksyreløsningen ble 2,55. Vis hvordan studenten kom frem til disse ph verdiene. Syrekonstanten for eddiksyre er: K a = M. iii) Studenten lurte på hvordan han skulle presentere konsentrasjonen av de to syrene og forskjellen mellom dem for elevene sine. Hva ville du gjort i dette tilfellet? Svar kort!

5 Vedlegg Formelark i fysikk λm. T = a a = 2, mk qq2 F = k Ν 2 r k = 8, Nm 2 /C 2 En = - B / n 2 B B E = h f = 2 2 ( n > m) eller E= E2 E m n c = f λ Β = 2, J h = 6, Js c = 3, m/s Synlig lys: 400 nm til 750 nm U = R I R = R + R2 + R R t = R + R 2 + R 3 +

6 Vedlegg 2 Standard reduksjonspotensialer ved 25 C

7 Individuell skriftleg eksamen i Naturfag 2, NA230-E 30 studiepoeng ORDINÆR EKSAMEN Sensur fell innan NYNORSK Resultatet vert tilgjengeleg på studentweb første kvardag etter sensurfrist, dvs (sjå Vi gjer merksam på at frist for ev. å be om grunngjeving er uke frå karakteren er gjort kjent iht. lov om universitet og høgskuler. Timar: 6 Hjelpemiddel: Tabellar i fysikk og kjemi, lommereknar, Læreplan for Kunnskapsløftet Informasjon: Kandidaten skal svare på alle oppgåver. Oppgåvesettet er på i alt seks 6 sider. For at eksamen skal være bestått, må både fysikk og kjemidelen være bestått (minimum 35 % rett). Start svara i fysikk og kjemidelen på nye ark. Fysikk og kjemisvara må stiftast kvar for seg då dei skal sensureras av ulike sensorar. FYSIKK Oppgåve Astrofysikk (0 %) Ei stjerne har ein overflatetemperatur på 0000 K. Wiens forskyvingslov seier at produktet av bølgjelengda kor den utstrålte effekten har sitt maksimum, og den absolutte temperatur til ein himmellekam er konstant. Regn ut bølgjelengda ved maksimal effekt frå denne stjerna. Oppgåve 2 Elektrisitet (0 %) Mellom elektrisk ladde partiklar verkar det enten tiltrekkjende eller fråstøytende krefter, alt etter om ladningane er positive eller negative. Avstanden mellom to små kuler er 2,0 cm (punktladningar). Kulene har ladning - 8,0 0-9 C og - 2,0 0-9 C. Finn krafta mellom kulene. Er krafta fråstøytende eller tiltrekkjende?

8 Oppgåve 3 Atomfysikk (5 %) I atomfysikk studerer vi energitilstandane til hydrogenatomet. Gå ut frå at elektronet i hydrogenatomet er i tilstand n = 2. Elektronet faller ned til tilstand n =. a) Regn ut energien, frekvensen og bølgjelengde til det fotonet som blir sendt ut. b) Er fotonet innafor området for synlig lys? Oppgåve 4 Elektronikk (5 %) Når vi bygger ein forsterkar bruker vi diodar, transistorar, kondensatorar og motstander. Vi skal kople fire motstander på R = 20 Ω, R2 = 40 Ω, R3 = 80 Ω og R4 = 80 Ω i serie. Strømkretsen med motstander er koplet til et batteri på 9,0 V. a) Regn ut erstatningsresistansen til strømkretsen. b) Regn ut straumen som går gjennom strømkretsen. c) Regn ut spenningen over kvar av motstandane når de er koplet i serie. d) Vi setter saman ein ny strømkrets med alle fire motstandane i parallell. Regn ut erstatningsresistansen til strømkretsen når motstandane er kopla i parallell. KJEMI Oppgåve 5 Organisk kjemi (25%) Under er strukturformlar for noen organiske forbindelsar teiknet: OH O I: CH 3 C CH 3 II: CH 3 C CH 3 H O O CH 3 III: CH 3 C H IV: CH 3 CH 2 C O CH CH 3 O O V: CH 3 CH 2 C OH VI: CH 3 CH 2 C H d) Kva for stoffgrupper tilhører stoffene? Kven av dei er isomere, og i så fall kva slags isomeri er det tale om? Kva er det systematiske namnet på forbindelse V? e) Samanlikn dei fire figurane under. Kva for stoffgruppe hører dei til, og kva er det ved strukturen til dei fire stoffene som gir dei litt ulike eigenskapar?

9 H H 2 N C COOH CH 3 CH CH 2 CH 3 CH 3 H 2 N C COOH OH CH3 H 2 N C COOH OH CH 3 H 2 N C COOH CH 2 SH c) Forklar korleis protein er bygd opp frå primærstrukturen i proteinet til det ferdige proteinet med to eller fleire polypeptidkjedar. Legg spesielt vekt på bindingar og kva som er viktigast for den tredimensjonale struktur tertiærstrukturen til proteinet. Bruk gjerne figurer for å illustrere. Oppgåve 6 Uorganisk kjemi (25%) Ein student ville bestemme mengda av jern i stålull, som ho var om lag reint jern. Hun veide først opp to biter stålull, kvar på 0,500 g til to parallellar. a) For å løyse opp stålulla tilsette ho svovelsyre i overskot. Kor stort volum 3.00M H 2 SO 4 måtte ho tilsette til kvar av dei to prøvene for at det skulle utgjøre ti gangar det volumet som var nødvendig for å overføre jernet (Fe) til Fe 2+ - ion? b) Studenten brukte så titrering med kaliumpermanganat til å finne jerninnhaldet i barberblada. Når MnO ionet verkar som oksidasjonsmiddel i sur løysing, reduseras permanganationa til toverdige manganion etter likninga: MnO H e - Mn H 2 O Studenten titrerte Fe 2+ - løysingane med M kaliumpermanganatløysing. Forbruket i de to parallellane var 32.3 cm 3 og 32.5 cm 3.. Finn ut kor mange gram jern det i gjennomsnitt er i dei to stålullbitane. 2. Regn ut det % - vise jerninnhaldet i stålulla. 3. Kvifor brukte ho ingen indikator ved titreringen? 4. Kvifor løyste ho ikkje stålulla i salpetersyre (HNO 3 ) eller saltsyre (HCl)? Molar masse for jern er g/mol. f) Ein annen student ville, i praksis, lære elevane sine i 7. klasse litt om syrer og baser. Han bestemte seg blant anna for å lage løysingar av saltsyre (HCl) og eddiksyre (CH 3 COOH) med same konsentrasjon og la elevane måle ph i løysingane. iv) Gjer greie for kvifor studenten fikk ulik ph verdi i de to løysingane sjølv om dei hadde same konsentrasjon.

10 v) Studenten rekna seg fram til passende ph i løysingane, og bestemte seg for å lage løysingar på 0.40M. Han fant ut at ph i løysinga av saltsyre ble 0,40 og at ph i eddiksyreløysninga ble 2,55. Vis korleis studenten kom frem til disse ph verdiane. Syrekonstanten for eddiksyre er: K a = M. vi) Studenten lurte på korleis han skulle presentere konsentrasjonen av dei to syrene og forskjellen mellom dei for elevane sine. Kva ville du gjort i dette tilfellet? Svar kort!

11 Vedlegg Formelark i fysikk λm. T = a a = 2, mk qq2 F = k Ν 2 r k = 8, Nm 2 /C 2 En = - B / n 2 B B E = h f = 2 2 ( n > m) eller E= E2 E m n c = f λ Β = 2, J h = 6, Js c = 3, m/s Synlig lys: 400 nm til 750 nm U = R I R = R + R2 + R R t = R + R 2 + R 3 +

12 Vedlegg 2 Standard reduksjonspotensialer ved 25 C