Prøveeksamen i Fysikk/kjemi Løsningsforslag Prøve 8

Like dokumenter
Prøveeksamen i Fysikk/kjemi Løsningsforslag Prøve 4

Prøveeksamen i Fysikk/kjemi Løsningsforslag Prøve 3

Prøveeksamen i Fysikk/kjemi Løsningsforslag Prøve 1

Prøveeksamen i Fysikk/kjemi Løsningsforslag Prøve 6

TALM1008 Fysikk og Kjemi Løsning kjemidel eksamen 19/5-14

TALM1008 Fysikk og Kjemi Løsning kjemidel kont august 2013

Prøveeksamen i Fysikk/kjemi Løsningsforslag Prøve 5

Prøveeksamen i Fysikk/kjemi Løsning Prøve 7

Studie av overføring av kjemisk energi til elektrisk energi og omvendt. Vi snakker om redoks reaksjoner

Kap 4. Typer av kjemiske reaksjoner og løsningsstøkiometri

Fasit oppdatert 10/9-03. Se opp for skrivefeil. Denne fasiten er ny!

TALM1008 Fysikk og Kjemi Løsning kjemidel eksamen mai 2013

Prøveeksamen i Fysikk/kjemi Løsningsforslag Prøve 2

Universitetet i Oslo Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

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

Auditorieoppgave nr. 1 Svar 45 minutter

FLERVALGSOPPGAVER STØKIOMETRI

FLERVALGSOPPGAVER REDOKS-/ELEKTORKJEMI

KANDIDATEN MÅ SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET ER FULLSTENDIG

8. Ulike typer korrosjonsvern. Kapittel 10 Elektrokjemi. 1. Repetisjon av noen viktige begreper. 2. Elektrolytiske celler

Elektrokjemi: Studie av overføring av kjemisk energi til elektrisk energi og omvendt.

EKSAMEN TMT4112 KJEMI

Kjemi og miljø. Elektrokjemi Dette kompendiet dekker følgende kapittel i Rystad & Lauritzen: 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 og 10.5

Eksamen. Emnekode: KJEMI1/FAD110. Emnenavn: Kjemi 1. Dato: Tid (fra-til): Tillatte hjelpemidler: Kalkulator, KjemiData.

Kapittel 4 Ulike kjemiske reaksjoner og støkiometri i løsninger

UNIVERSITETET I OSLO

Kjemiske tegn Finn alle grunnstoffer med kjemisk tegn som begynner på a) A b) S 1.2

1. UTTAKSPRØVE. til den 44. Internasjonale Kjemiolympiaden i Washington DC, USA. Oppgaveheftet skal leveres inn sammen med svararket

Universitetet i Oslo Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet løsningsforslag

3. Massevirkningsloven eller likevektsuttrykk for en likevekt

Lewis struktur for H20 og CO2 er vist under. Begge har polare bindinger, men H20 er et polart molekyl mens CO2 er upolart. Forklar hvorfor.

EKSAMENSOPPGAVE. Antall sider: med forside: 3

1. UTTAKSPRØVE. til den. 42. Internasjonale Kjemiolympiaden 2010 i Tokyo, Japan

EKSAMEN TMT4110 og TMT4112 KJEMI

3. Balansering av redoksreaksjoner (halvreaksjons metoden)

Figur s Figurer kapittel 9: Elektrokjemi. ytre krets. ioner. oksidasjon. reduksjon. indre krets

FASIT til 2. UTTAKSPRØVE

EKSAMEN I TMT4105 KJEMI

EKSAMENSOPPGAVE. Fag: Generell og uorganisk kjemi. Faglig veileder: Kirsten Aarset Eksamenstid, fra - til: LO 400 K.

1. UTTAKSPRØVE. til den. 41. Internasjonale Kjemiolympiaden 2009 i Cambridge, England

Fasit til 1. runde. for uttakning til den. 40. internasjonale kjemiolympiaden i Budapest, Ungarn, juli 2008

Side 1 av 14 LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN I TMT4105 KJEMI. Fredag 28. mai 2004

EKSAMEN TMT4112 KJEMI

EKSAMENSOPPGAVE I KJE-1001

KJ1000 Generell kjemi

EKSAMEN TMT4112 KJEMI

EKSAMENSOPPGAVE. Faglig veileder: Kirsten Aarset, Bente Hellum og Jan Stubergh Gruppe(r): 1-elektro, 1-maskin, 3-almen Dato: 17 desember 2001

1. UTTAKSPRØVE. til den 45. Internasjonale Kjemiolympiaden i Moskva, Russland

2) Vi tilsetter syrer fordi løsningen skal være sur (men ikke for sur), for å unngå porøs kobberdannelse.

Universitetet i Oslo Det matematisk -naturvitenskapelige fakultet

EKSAMEN I EMNE TMT4110 KJEMI. BOKMÅL (Nynorsk s. 5 7) Lørdag 12. juni 2010 Tid: 9:00 13:00

1. UTTAKSPRØVE. til den 2. Nordiske kjemiolympiaden 2017 i Stockholm og den 49. Internasjonale kjemiolympiaden 2017 i Nakhon Pathom, Thailand

Definisjoner Brønsted, En syre er et stoff som kan spalte av protoner En base er et stoff som kan ta opp protoner

LØSNINGSFORSLAG TIL ØVING NR. 6, HØST 2009

KJEMIOLYMPIADEN UTTAKINGSPRØVE.

Kapittel 9 Syrer og baser

Kjemi språk og reaksjoner

FLERVALGSOPPGAVER SYRER OG BASER

KANDIDATEN MÅ SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET FULLSTENDIG

Naturfag 2, Na210R510

FLERVALGSOPPGAVER REAKSJONSFART, LIKEVEKT OG LØSELIGHET

2. UTTAKSPRØVE. til den 1. Nordiske kjemiolympiaden. i København

H. Aschehoug & Co. Side 1 av 8

H. Aschehoug & Co. Side 1 av 5

EKSAMENSOPPGAVE I KJE-1001

2. Hva er formelen for den ioniske forbindelsen som dannes av kalsiumioner og nitrationer?

Universitetet i Oslo Det matematisk -naturvitenskapelige fakultet

Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Trondheim Institutt for kjemi. Bokmål Student nr.:

KJ1042 Grunnleggende termodynamikk med laboratorium. Eksamen vår 2013 Løsninger

2. UTTAKSPRØVE. til den 45. Internasjonale Kjemiolympiaden i Moskva, Russland

4 KONSENTRASJON 4.1 INNLEDNING

KJ1042 Grunnleggende termodynamikk med laboratorium. Eksamen vår 2012 Løsninger

Eksamensoppgave i LGU53004 Naturfag Emne 1, Kjemi

KJ1042 Grunnleggende termodynamikk med laboratorium. Eksamen vår 2011 Løsninger

- Kinetisk og potensiell energi Kinetisk energi: Bevegelses energi. Kinetiske energi er avhengig av masse og fart. E kin = ½ mv 2

x 1 x 3 = 0 4x 1 2x 4 = 0 2x 2 2x 3 x 4 = 0

1. UTTAKSPRØVE. til den 4. Nordiske kjemiolympiaden 2019 i Helsinki, Finland og den 51. Internasjonale kjemiolympiaden 2019 i Paris, Frankrike

Universitetet i Oslo Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

2. UTTAKSPRØVE. til den 47. internasjonale kjemiolympiaden i Baku, Aserbajdsjan

Sammendrag, forelesning onsdag 17/ Likevektsbetingelser og massevirkningsloven

OPPGAVE 1. Løsningsforslag Kjemi 2 Vår 2015

Den 35. internasjonale Kjemiolympiade i Aten, juli uttaksprøve. Fasit.

Når vi snakker om likevektskonstanter for syrer og baser så er det alltid syren eller basen i reaksjon med vann

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN MAI 2006

Fasit Kjemien stemmer Forkurs

Kapittel 17 Mer om likevekter

Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Trondheim Institutt for kjemi. Bokmål Student nr.:

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN I EMNE TMT4110 KJEMI Lørdag 12. juni 2010 Tid: 9:00 13:00

Eksamensoppgave i TMT4110 Kjemi

Fasit til norsk finale

Korrosjon av stålarmering i betong

Universitetet i Oslo Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

2. Kjemisk likevekt Vi har kjemisk likevekt når reaksjonen mot høgre og venstre går like fort i en reversibel reaksjon.

UTSATT EKSAMEN Sensur faller innen Resultatet blir tilgjengelig på studentweb første virkedag etter sensurfrist,

1. UTTAKSPRØVE. Oppgavene besvares på svararket på side 2 og hele oppgaveheftet skal leveres inn.

1. Oppgaver til atomteori.

Finalerunde Kjemiolympiaden 2002 Blindern 19. april 2002 Kl

Transkript:

Program for Elektro og Datateknikk/ AFT Prøveeksamen i Fysikk/kjemi Løsningsforslag Prøve 8 Oppgave 1 a) Det skal settes navn på følgende forbindelser : i) Hg2(NO3)2 : Kvikksølv(I)nitrat (Kvikksølv kan både ha okstall +I og +II) ii) (NH4)3PO4 : Ammoniumfosfat (Fosfat er et treverdig ion PO4 3 ). iii) Mn3O4 : Mangan(II,III)oksid (Det gjennomsnittlige okstallet til Mn er 8/3. Vi har en blanding av toverdig og treverdig mangan) iv) SO2 : Svoveldioksid (Både S og O er ikke-metaller) v) IF7 : Jodheptafluorid (Både I og F er ikke-metaller) Det skal skrives kjemisk formel for fem forbindelser : vi) Jern(III)karbonat : Fe2(CO3)2 vii) Karbonmonoksid : CO viii) Dinitrogenpentoksid : N2O5 ix) Fosforsyre : H3PO4 x) Natriumfosfat : Na3PO4 b) Morfin er et legemiddel som blant annet brukes til smertelindring. Molvekten til morfin er 285,3 g/mol. Morfin inneholder 6,71 vekt% H, 71,56 vekt% C, 4,91 vekt% N og 16,82 vekt% O. I organiske forbindelser har man ofte overvekt av C og H i forhold til andre elementer. Ser fra sammensetningen at man har mindre av N enn av O. Derfor kan det være lurt å regne ut molforhold i forhold til N. Tar basis i 100 gram stoff slik at vekt% tilsvarer vekt. n O (16,81gram)/(16,0 g/mol) = = 3,0 n (4,91gram)/(14,01g/mol) N - 1 -

n H (6,71gram)/(1,008 g/mol) = = 19,0 n (4,91gram)/(14,01g/mol) N n C (71,56 gram)/(12,01g/mol) = = 17,0 n (4,91gram)/(14,01g/mol) N Empirisk formel : C17H19O3N Empirisk vekt = AN + 3 AO + 19 AH + 17 AC Empirisk vekt = (14,01 g/mol) + 3 (16,00 g/mol) + 19 (1,008 g/mol) + 17 (12,01 g/mol) Empirisk vekt = 285,3 g/mol Da empirisk vekt er den samme som oppgitt molvekt, er molekylformelen den samme som empirisk formel. Molekylformel : C17H19O3N c) En metallbit av sink som veier 2.00 gram, blir plassert i en vandig løsning som inneholder 7.50 g sølvnitrat : Zn(s) + 2AgNO3(aq) 2Ag(s) + Zn(NO3)2(aq) Reaksjonen går fullstendig over til høyre. i) Den begrensende reaktant skal finnes. Det støkiometriske forholdet er gitt fra de støkiometriske tallene i reaksjonsligningen. Støkiometrisk molforhold (AgNO3/Zn) = 2 : 1 = 2.00 Hvis det virkelige molforhold (AgNO3/Zn) er større en det støkiometriske, er Zn den begrensende reaktant. Hvis det virkelige molforhold er mindre enn det støkiometriske, er AgNO3 den begrensende reaktant. Antall mol Zn : (2.00 g)/(65.39 g/mol) = 0.03059 mol Antall mol AgNO3 : (7.50 g)/(169.9 g/mol) = 0.04414 mol Virkelig molforhold AgNO3/Zn : (0.04414 mol)/(0.03059 mol) = 1.44 (1,44 < 2,00) Da virkelig molforhold AgNO3/Zn er mindre enn det støkiometriske, er AgNO3 den begrensende reaktant. ii) Det skal finnes hvor mange gram som er igjen av hver av de to reaktantene etter at reaksjonen har skjedd. Siden AgNO3 er den begrensende reaktant, er all AgNO3 oppbrukt (0 mol igjen). - 2 -

Antall mol Zn forbrukt : 1/2 (0.04414 mol) = 0,02207 mol Antall mol Zn igjen etter reaksjon : 0.03059 mol 0.02207 mol = 8,52 10-3 mol Antall gram Zn igjen etter reaksjonen : (8.52 10-3 mol) ( 65.39 g/mol) = 0,56 g iii) Det skal finnes hvor mange gram Zn(NO3)2(aq) som maksimalt kan dannes. Fra støkiometrien i reaksjonsligningen ser en at det dannes ½ mol Zn(NO3)2(aq) pr. mol AgNO3 som forbrukes. Antall mol Zn(NO3)2(aq) som dannes : ½ (0.04414 mol) = 0,02207 mol Antall gram Zn(NO3)2(aq) som dannes : (0.02207 mol)(189.4 g/mol) = 4,18 g Oppgave 2 Det slippes en sinkbit på 3,000 gram ned i en sur vannløsning. Sinkbiten korroderer helt bort med dannelse av H2(g). All gass samles opp i et reagensrør som vist på figuren. Temperaturen måles til 25 o C, mens totaltrykket leses av på et barometer til 761,2 mmhg. Ved 25 o C er vanndamptrykket 23,76 mmhg. a) Når sink korroderer, skjer følgende reaksjon : Zn(s) + 2H + (aq) = Zn 2+ (aq) + H2(g) b) Når vi samler opp gass over en vannløsning, vil vi alltid ha vanndamp i gassfasen i tillegg til den gassen som vi samler opp. Ptot = PH2O + PH2 Det er oppgitt at vanndamptrykket PH2O = 23,76 mmhg. PH2 = Ptot PH2O = (761,2) (23,76) = 736,4 mmhg Regner om trykket til atm PH2 = (736,41 mmhg)/(760,0 mmhg/atm) = 0,969 atm c) Antall mol av H2(g) i reagensrøret kan finnes fra støkiometrien i reaksjonsligningen. Det dannes et mol H2(g) pr. mol Zn. nzn = nh2 = (3,000 g)/(65,41 g/mol) = 0,0459 mol Volumet av H2(g) kan finnes fra ideell gasslov. - 3 -

PV = nrt nrt V = P (0,0459 mol) (0,082057 liter atm/k mol) (298,15 K) V = = 1,16 liter (0,969 atm) Oppgave 3 a) i) Løseligheten (i mol/l) til PbI2(s) i rent vann skal beregnes. Løselighetsproduktet til PbI2(s) er oppgitt til : Ksp = 8 10 9 PbI2(s) Pb 2+ (aq) + 2I (aq) Antar at x mol av PbI2(s) løser seg opp. PbI2(s) Pb 2+ (aq) + 2I (aq) Likevekt ------- x 2x Ksp = [Pb 2+ ] [I ] 2 = x (2x) 2 = 4x 3 = 8 10 9 x 3 = (8 10 9 )/4 = 2 10 9 x = (2 10 9 ) 1/3 = 1.3 10 3 mol/l Løseligheten tilsvarer [Pb 2+ ], siden et mol PbI2(s) gir et mol Pb 2+. Løseligheten til PbI2(s) i rent vann blir : 1.3 10 3 mol/l ii) Løseligheten (i mol/l) til PbI2(s) i 0.0100 M Pb(NO3)2 skal finnes. Alle nitrater er lettløselige slik at Pb(NO3)2 er fullstendig dissosiert i ioner. Antar at x mol av PbI2(s) løser seg opp. PbI2(s) Pb 2+ (aq) + 2I (aq) Start -------- 0.01 0 Likevekt ------- 0.01 + x 2x Ksp = [Pb 2+ ] [I ] 2 = (0.01 + x) (2x) 2 = 8 10 9 Antar x << 0.01 slik at ligningen kan forenkles til : (0.01) (2x) 2 = 8 10 9 4x 2 = (8 10 9 )/(0.01) = 8 10 7-4 -

x 2 = (8 10 7 )/4 = 2 10 7 x = (2 10 7 ) 1/2 = 4.5 10 4 mol/l Antakelsen er OK. 4.5 10 4 mol/l utgjør mindre enn 5% av 0.01. Derfor er det OK å anta x << 0.01. Løseligheten til PbI2(s) i 0.0100 M Pb(NO3)2 blir : 4.5 10 4 mol/l iii) Løseligheten (i mol/l) til PbI2(s) i 0.0100 M KI skal finnes. KI er et alkaliesalt som er lettløselig. Saltet er fullstendig dissosiert i ioner. Antar at x mol av PbI2(s) løser seg opp. PbI2(s) Pb 2+ (aq) + 2I (aq) Start -------- 0 0.01 Likevekt ------- x 0.01 + 2x Ksp = [Pb 2+ ] [I ] 2 = (x) (0.01 + 2x) 2 = 8 10 9 Antar 2x << 0.01 slik at ligningen kan forenkles til : (x) (0.01) 2 = 8 10 9 x = (8 10 9 )/(0.01) 2 = 8,0 10 5 Antakelsen er OK. 2x = 1.6 10 4 mol/l utgjør mindre enn 5% av 0.01. Derfor er det OK å anta 2x << 0.01. Løseligheten til PbI2(s) i 0.0100 M KI blir : 8,0 10 5 mol/l Fellesioneffekt gjør alltid at løseligheten blir mindre enn i rent vann. b) 100.0 ml av 0.0300 M Sr(NO3)2 blandes med 200.0 ml av 0.0100 M Na2SO4. Etter blanding er totalvolumet : 100 + 200 ml = 300 ml. Beregner først konsentrasjonene før eventuelle utfellinger. [Sr 2+ ] o = (0.0300 mol/l) (100/300) = 1.00 10 2 mol/l [NO3 ] o = 2 (0.0300 mol/l) (100/300) = 2.00 10 2 mol/l [Na + ] o = 2 (0.0100 mol/l) (200/300) = 1.33 10 2 mol/l [SO4 2 ] o = (0.0100 mol/l) (200/300) = 6.67 10 3 mol/l Siden både Sr(NO3)2, Na2SO4 og NaNO3 er lettløselige salter, er SrSO4 det eneste saltet som eventuelt kan felles ut. - 5 -

Finner løselighetsproduktet til SrSO4 fra tabell på side 50 i oppslagsboken : Ksp = 2,8 10 7 SrSO4 vil felles ut hvis aktivitetsproduktet (Q) er større enn Ksp. Q = [Sr 2+ ] [SO4 2 ] = (1.00 10 2 ) (6.67 10 3 ) = 6.67 10 5 Siden Q > Ksp, vil SrSO4 felles ut. c) Det utføres korrosjonstesting i tre kar som vist på figuren under. I kar-1 er det en jernplate, i kar-2 er det en jernplate koblet sammen med en kobberplate, mens det i kar-3 er en jernplate koblet sammen med en sinkplate. I alle tre karene er elektrolytten sjøvann. Fe Fe Cu Fe Zn Sjøvann Sjøvann Sjøvann Kobber er edlere enn jern, mens sink er uedlere enn jern. I kar-2 vil jern fungere som en offeranode for kobber. Derfor vil korrosjonshastigheten til jern være større i kar-2 enn i kar-1. Kobberplaten vil ikke korrodere i det hele tatt fordi den er katodisk beskyttet ved hjelp av jernplaten. I kar-3 fungerer sink som en offeranode til jern. Jern er katodisk beskyttet mot korrosjon i kar-3. Derfor vil vi ha null korrosjonshastighet av jern i kar-3. Dette betyr at korrosjonshastigheten av jern er lavere i kar-3 enn i kar-1. Kar-1 I kar-1 skjer både oksidasjonsreaksjonen og reduksjonsreaksjonen på jern. Vi har to konkurrerende katodereaksjoner i hydrogenutvikling og reduksjon av oppløst oksygen. På jern (anode) : Fe(s) Fe 2+ (aq) + 2e På jern (katode) : 2H + + 2e H2(g) eller O2(g,løst) + 4H + + 4e 2H2O Kar-2 Kar 1 Kar 2 Kar 3 I kar-2 skjer oksidasjonen (anodereaksjonen) på jern, mens reduksjonsreaksjonen (katodereaksjonen) skjer på kobber. På jern (anode) : Fe(s) Fe 2+ (aq) + 2e På kobber (katode) : 2H + + 2e H2(g) eller O2(g,løst) + 4H + + 4e 2H2O - 6 -

Kar-3 I kar-3 skjer oksidasjonen (anodereaksjonen) på sink, mens reduksjonsreaksjonen (katodereaksjonen) skjer på jern. På sink (anode) : Zn(s) Zn 2+ (aq) + 2e På jern (katode) : 2H + + 2e H2(g) eller O2(g,løst) + 4H + + 4e 2H2O Oppgave 4-7 -

Oppgave 5 Oppgave 6-8 -

Oppgave 7-9 -