Hogskolen iTelemark

Hogskolen iTelemark

2. DELEKSAMEN

4LOL-2_ GENERELL KIEMI

Tid: ^9-13

Milform: ^{Bokmdl / nYnorsk / engelsk}

Sidetall: ³ (inkludert

^denne

forsiden)' ^{Gjelder alle mdlfure'}

Hjelpemidler: ^Kalkulator

Vedlegg: Det periodiske systemet' spenningsrekka'

tOr"tis'

n"iti'odikt "' ^{ty' ikonstant er'}

^{syr e -bas}

eindikatorer' noen konstanter

Eksamensresultata

blir offentliggiort

^pA

Studentweb'

F.kultet for allmennvitenskaPlige ^fa8'

BOKMALSTEKST OPPGAVE I

a) B alanser redoksreaksjonen

Mno+- + ^{So:2- +}

H* -t

^{Mn2t + Soa2- +}

^Hzo

VinbliroftetilsattetreduksJonsmiddel(antioksidant)forihindreatetanolbliroksidefttil

eddiksyre. Som antioksidant kan

kalsiumsulfitt'

CaSOr' brukes' I EU er det

tillatt

^med

maksimalt 400 mg CaSOr per liter

hvitvin' Vi vil

^{analysere en}

hvitvin for i

underspke om denne grensen er overholdt'

b)

Vi

pipetterer

ut

100,0

mL

^av hvitvinen' tilsetter

litt

svovelsyre og titrerer losningen mot 0,0200

M

KMnO+. Det gar

meJ6'5 mL

^{av denne fOr}

vi nir

ekvivalenspunktet'

Bruk

reaksjonslikning",, t ^{u; og}

t"gn

ut hvor mange mg CaSO3 som var tilsatt ^per

liter

av hvitvinen' Sjekk om grenseverdien var overholdt'

c) Forklar hvordan du oppdager ekvivalenspunktet

i

denne titreringen'

OPPGAVE ²

En elektrokjemisk celle er satt samlnen av ^en magnesiumelektrode som

stir ⁱ

^en

2,5

M Mg(No:)ttg'ni"g

^og

"t lgrn"i"fooat

^{som stAr}

ⁱ

^{en 0'010}

^M

AgNo3-lgsning' ^De to l6sningene ^er forbunde! med en saltbru'

a) Forklar hva som er hensikten med saltbrua' og foreslA ^en passende

elektrolyt

^{ti1 denne'}

ilu1rto,

^er

^KCI

^{et meget} darlig valg ^som elektrolytt ^her?

Hva

blir

^positiv og negativ pol

i

elementet? Hva

blir

katode og ^anode? Tegn cellediagram' b) Skriv halvreaksjoner

for

elementet og regn ut cellepolensialet'

c) Volumet ^{av begge} elektrolytl6sningene.i

Tlla

^e-r

l:: ^mL

^Hva

^blir

cellepotensialet dersom

urr,r."n".OOmt-O,OtOMCaclz-lOsningtilglassetmedAgNOr?

d)Hvavilskjemedcellepotensialetdersomvitilsetterlikemyevanntilbeggeelektrolyttenel

pkt

b)?

OPPGAVE ³

a) Tegn Lewisstruktur for molekylene

/

ionene

NO1'

COz og H2O' Bruk deretter VSEPR- teorien og bestem den romlige strukturen'

Vil

noen av ^de to molekylene

vere

dipoler?

Begrunn svaret

b) Forklar irsaken

til

at vann har folgende spesielle egenskaper:

1) Vann har et sv&rt

holt

smelte- og kokepunkt' 2) Varur har en ^svaert hoy

kritisk

temperatur'

:j ^mn furt, fur.n

^(is) har lavere massetetthet enn vaeskefasen (vann)' +j

vu*

^{e, et}

^svert

godt lgsningsmiddel for mange salter'

c) Regn ut frysepunktet

for

en l6sning der det er opplOst 42 ^g CaClz

i

_{250 EHzO'}

OPPGAVE ⁴

a) Regn ut pH-verdien

i

fplgende lpsninger:

1) 0.0048

M

HCI 2) 0,25

M

CHTCOOH

3) En blanding av ¹⁰⁰ mL 0'025

M

HCI og 50 mL 0'030

M

Ca(OH)z b) Forklar hvilke blandinger som

vil bli

^{en buffer:}

1) ¹⁰⁰

mL

^1,0

^M

^HCI

+

100

mL

^1'0

^M

^NaOH

zi too -l

^1,0

^{M cHrcooH +}

¹⁰⁰

^{mL l'0 M cHrcooNa}

:i ^loo .l

^1,0

^{M cHrcooH +}

^{100 mL 0'50}

^{M NaoH}

Regn deretter ut pH-verdien

i

lpsningen

vi

fAr dersom

vi

tilsetter 2'4 ^{g fast NaOH}

til

blandingen

i

2) ovenfor'

c) Regn massen ^av Mg(OH)2 som er lost i 400 mL mettet lpsning av saltet' Finn ogsa pH- verdien

i

denne l6sningen'

NYNORSK TEKST OPPGAVE ¹

a) ^B alanser redoksreaksj onen

Mno+-+

^{SO:'?' +}

H. --

Mn2* + ^{SOa2' + HzO}

Vinbliroftetilsatteitreduksjonsmiddel(antioksidant)for6.hindreatetanolbliroksiderttil

eddiksyre. Som antioksidant ^uan

O"iJtt"tfitt'

^CaSO3'

^bli

bruka' I EU ^{er det}

tillate

^med maksimalt 400 mg CaSOr

poino

^Ounn'n'

^{Vi vil}

analysere ein

kvitvin ^for i

underspke om denne grensa er overheldt'

b)

Vi

pipetterer

ut

100'0 mL av

kvitvinen'

^tilset

litt

^{svovelsFe og titrerer loysninga mot}

0,0200

M KMno+

^{Det gar}

nae;'; ^rni "" J** ^{iot vi nir}

ekvivalenspunktet' Bruk reaksjonslikningtn

i

^{u) og}

"tl*oi'Oo'-un"

mg CaSO3 som var tilsett ^per

liter

^av

kvitvinen'

Sjekk om grenseverdien var overheldt'

c) Forklar korleis du oppdagar ekvivalenspunktet

i

denne titreringa'

OPPGAVE ²

Ei elektrokjemisk celle er se$ saman av ein magnesiumelektrode som

stir ⁱ

^ei

2,5

M Mg(No)2-lpysning

^og

"'t *tt"nn""OJso- _'te' ⁱ

^{ei 0'010}

^M

AgNO3-loysning' Dei ^to

iovttitg"tt

^er bunde saman med ei saltbru'

a) Forklar kva som er fpremhlet med saltbrua' og

foresli

^{ein passande}

elektrolltt til

^denne'

ti"ti", ^.t fct

^et

svert dirleg

^{val som} elektrolytt ^her?

Kva

blir

^{positiv og negauv pol} i elementet? Kva

blir

katode og ^anode? Teikn cellediagram' b) Skriv halvreaksjonar for elementet og rekn ut cellepoensialet'

c) Volumet ^{av begge} elektrollttloysningane

i

cella er

t!::t

^Kva

^blir

cellepotensialet dersom

vi

tilset 40 mL

0'010't

"utt'-i'V'ning

til

glaset med AgNO:?

d) Kva

vil

skje med cellepotensialet dersom

vi

tilset

like

^{mykje vatn}

til

begge elektrolyttane i pkt. b)?

OPPGAVE ³

a) Teikn Lewisstruktur

for

molekyla

/

iona NO3-' COz og HzO' Bruk deretter VSEPR-teorien

ogbestemdenromlegestrukturen.Vilnokonavdeitomolekylaveredipolar?GrunngiSvaret'

b) Forklar ^grunnen

til

at vam har fglgiande spesielle eigenskapar:

1) Vatn har eit sv?ert h6gt smelte- og kokepunkt' 2) Vatn har ein sv&rt hgg

kritisk

temperatur'

3j

Den farte fasen (is) har

ligare

massetettleik enn veskefasen (vatn)' 4) Vatn er eit svart godt loysningsmiddel for mange salt'

c) Rekn ut frysepunktet for ei lpysning der det er opplgyst 42 g CaClz

i

250 ^g HzO'

OPPGAVE ⁴

a) Rekn ut pH-verdien

i

fglgiande lgysningar:

1) 0,0048

M

HCI

2)0,25M

CH3COOH

3) Ei blanding av 100 mL 0,025

M

^{HCI og 50 mL 0'030}

M

Ca(OH)z b) Forklar kva for blandingar som

vil bli

^{ein buffer:}

1) 100

mL

^1,0

^M

^HCI

+

100

mL

^1'0

^M

^NaOH

2) 100

mL l'0 ^M

^CH3COOH

+

100

mL l'0 M

CH:COONa

:)

^tOO

^mt-

^1,0

^M

^CH:COOH

⁺

^{100 mL 0'50}

^M

^NaOH

Rekn deretter ut pH-verdien ^{r lpysninga}

vi fir

^dersom

^vi

tilset 2'4 ^{g fast} NaOH

til

blandinga t 2) ovafor.

c) Rekn ^massen av Mg(OH)z ^{som er} lgyst

i

400 mL metta loysning av saltet'

Fiffr

^{ogsi pH-}

verdien

i

denne lPYsninga'

TASK ¹

a) Balance the redox reaclion

MnOa + ^SO32'+ H-

-.

Mn?* + SOaz- + HzO

wines are otten added ^a reducing agent (antioxidant) to prevent oxidizino of ethanol to acetic acid' Calcium ^{sulf ite.} CaSog ^can

*

"t#lt'it'""i1"-io""t

r"

!!

^a,laximum concentration ^of 400 mg CaSOs ger liter white wine

it u"o*"i]fr! ^*iif

^{anafyze a} white wine to determine whether lhis limit ^is kept.

b) We ^pipette out ^{100'O mL ot} while wine' ^{add a} little'sulf uric acid and titrate the solution with o.o2o0 M ^KMnO4. 6,5 mL ^{ot thrs}

3lr'iio" it

"itc

until the equivalence point is reached ^{Use the} reaction equation in a) ano

carculif 'tiil';;;y;g

_{c"Sog ihat} was added per liter ol white wine' Examine ^i{ the limit ^is kept'

c) Explain how the equivalence point is detected ⁱⁿ this titration'

TASK 2

Ane|ectrochemica|ce||iscomposedo|amagnesiume|ectrodeina2,5MMg(Nos)z.so|utionanda sitver etectrode ^{in a} o,o1o ^rrr

eelii6".irrtiJi]iie

^two sotutions are associated with ^a salt bndge' a)Exo|ainthepurposeo|thesa|tbridge,andsuggestasuitab|ee|ectro|yte|orthisbridge.WhyisKc|

l"rlti

^{pooi .nbi.6 as the electroye here?}

What ^are the positive and negative poles ol the item? What ^is the cathode and the anode? Draw the cell diagram.

b) Write the half'reactions lor the item and calculate the value ol the cell potential'

clThevo|umeofeache|ectro|yteso|utioninthece|lisl0o.mL.WhatistheVa|ueo|thece||potentia|i|

;i"';;o';0"ili;6iio

^r"i c"cl'-'"or"tion to me beaker with AsNos ^?

d) What will happen to the cell potential ^iJ we add the same amount ol water to both electrolytes section ^b)?

TASK 3

a) Draw the Lewis struclure ol the molecules / ions NOe

' ^COz and ^HzO' Then ^{use the} VSEPR'theory to determine the spatial struoure' Wiii"i'V or

in" r*" t"lecules

^{be a dipole? Explain'}

b) Explain why water has the tollowing special features:

"' iiivliJi ^{ni" iverv}

high melting and boilins point'

zl Water ^{has a} very high critical

temperalure . .,

_{" -.} ^.i

3\ The solid Dhase (ice) nu. ^u

io*"i"r"r.

density than the liquid phase (wate0

ii w"t"iit

^d

""tv

good solvent for many salts'

c)ca|cu|atethe|reezingpointo|asolutionwhere42gCaC|zisdisso|vedin250gH2o.

TASK 4

a) Calculate the pH-value ^of the following solutions:

1) 0,0048 ^{M HCI}

3]l''f,L:Sl33H, ^o'o,o'u

^{M Hcr} and 50 mL ^ot 0'030 ^M ca(oH)'z b) Explain ^if the tollowing mixtures will be ^a buffer:

1) lOO ml 1,0 ^{M HCI} + 100 ml 1'0 M NaOH

ii

^i6o

lil'iloi,r ^*rgcooH

^{+ 1oo mL or 1'o M}

^cH.'gooNa

;i

^;66

^{,ni i,o}

^'r',t

^*r.cooH

^{+ 1oo mL or 0'50M NaoH}

We add 2,4 ^g ol NaOH to the mixture 2) above' ^Calculate the ^{pH-value of} this solution'

c) Calculate the mass of Mg(OHD.that ^is dissolved ^{in 4OO} mL of ^a saturated solution ^ot the salt Also' cltcutate tne pH-value ol this solution'

SPENNINGSREKKA

oksform

Fz

03 +

2H'

Szos"-

H2O2+2H*

MnOq-+

8}f

Au3'

Clu

Crz}t2'

+ l4H'

MnOz +

4H'

Oz +

4H'

Brz

NO:-+ 4}f

Hg*

As

F;3*

lz cu2*

Sne

S +

2H' zr]f

Pb2*

Ni2*

co2*

FJ*

z^]'

2H2O

Zn(NH:)+'-

Mn2*

Al3*

Mgt*

Na*

c*'

B** r

Lf

,F tF

5 ^Oz+HzO

5

^2SOa'-

5

^2HzO

5

^{Mn2t + 4H2O}

5Au 5

^2Cl'

5 ^2Cf'+7HzO

5 ^{Mrl* +2HzO} 3

^2HzO

5 ^2Bf

5

^{NO + 2HzO}

sHg sAq

iF tI_

5Cu 5

^sn2*

5

^HzS

5Hz 5Pb

l;Ni l;Co 5Fe 5

^7rL

5 ^Hz+2OH- 5 ^Zn+4NHr 5Mn 5Al

5Mg 5Na 5Ca 5Ba UK 3Li

+ne

+2e'

+2€

+2€

+2€

+5e' +3e- +2e' +6e-

+2€

+4€

+2€

+3e' +2e'

+e-

+g

+2€

+2e-

+2€

+2€

+2e'

+2€

+2€

+2e' +2e' +2e

+2€

+2e' +2e- +3e- +2e

+9

+2e- +2e'

+e-

+€

standard- potensial 2.87

v

2.07

v

2.05v

r.77

V

1.51

V

1.50

v

1.36

V

1.33

v

1.23V 1.23V

1.09

v

0.96

V

0.85

V

0.80

v

0.77

V 0.62v

0.34

V

0.15

V

0.14

V

0.00

v

-0.13

V -0.24v

-0.28

V

-0.44

V

-0.76

V

-0.83

V

-1.04

V

-1.18

V

-1.66

V

-2.3'l

v

-2.71v

-2.87

V -2.90v -2.93V

-3.05

V

LOSELIGTIETSPRODUKTER

Formel

^er!

Navn

AluminiumhYdroksid Bariumkarbonat Bariumkromat Bariumfluorid Bariumhydroksid Bariumsulfat Blybromid Blyjodid Blyklorid Blykomat Blysulfat Blysulfid Jern(II)hydroksid Jern(III)hydroksid Jern([)sutfid KadmiumhYdroksid Kadmiumsulfid Kalsiumfluorid Kalsiumfosfat KalsiumhYdroksid Kalsiumoksalat Kal siumsulfat KobberhYdroksid Kobbersulfid Krom(IlDhydroksid KvikksOlv(I)klorid KvikksOlv(Il)sulfid Magnesiumfluorid MagnesiumhYdroksid Magnesi umkarbonat ManganhYdroksid NikkelhYdroksid Nikkelkarbonat Nikkelsulfid Sinkcyanofenat SinkhYdroksid Sinkkarbonat Sinksulfid Strontiumfluorid Strontiumsulfat Solvbromid SOlvfosfat solvjodid SOlvklorid Solvkromat Solvsulfat SOlvsulfid Tinn(II)sulfid Vismutsulfid

Al(oH)3 BaCO:

BaCrOq BaFz Ba(OH)z BaSOa PbBrz Pb12

Pbcl2 PbCror PbSOr Pbs Fe(OH)z Fe(OH)r FeS

cd(oH), cds

CaFz cai(Po4)2 Ca(OH)z CaCzOr CaS04 Cu(OH)z CuS Cr(OH)r Hg2Cl2 Hgs MgF Ms(oH), MgC03 Mn(OH)2 N(OH), Nico3 NiS ZnzFe(CNX Zn(OH)2 ZnCO'1 ZnS SrF2 SrSOa AgBr AgiPO4 AgI AgCl Ag2CrO4 Ag2SO4

Ag's

SnS Bi2s3

2.0.t0'32 8.1 10., 2.4.LOro

1.? 10'6 2.4.10'4

Ll.l0-r0 3,9.10r 7.1. l0'e

l.6.l0r

1.g.10'r4 1.6.10'8 9.0 10'2E

8.0.10'r6 4.0.1016 1.0. l0'r7 5.9. lor5

7 .g.lo-27

4.0.torr

2.O.lo2e 5.5.106 2.6 ^lo-e

1.9. l04

6.0.10-'7 g.0. l0'36 6.0.10'3r

l.3.lor8

4.0.1o51

6.5.loe l.2.lo' ' 1.0.10'5

l.9.lor3

6.5.10'r8

6.6.loe 3.0.lore 4.1.10''6

| .2.|o-t1 1.4.10'r ' 1.0 ^1O''?r 2.8 10''q

3.8 ^10'r0 5.3 ^10'r3 1.3 10-20

8.3 10'r7 1.g 10'10

2.5 ^10'tz

1.6,

l0r

2.0 ^10'4e

1.0 ^10"25 1.0 ^10'e7

SYREKONSTANTER FOR SVAKE SYRER

Navn

Ammoniumion Benzosyre Blisyre Borsyre Eddiksyre Flussyre Fosforsyre

Hydrogenfosfation Dihydrogenfosfation Hydrogensulfid Hydrogensulfidion Karbonsyre

Hydrogenkarbonation Kromsyre

Maursyre Melkesyre Oksalsyre

Hydrogenoksalation Propansyre

SalpetersYrling Svovelsyre

Hydrogensulfation Svovelsyrling Hydrogensulfittion UnderbromsYrling Underklorsyrling

NHa*

c6115cooH HCN

H:Bo:

cH3cooH

HF H:PO,r H2P04 HPO+2-

HzS

HS' H2COI

HCOi

HzCrO+

HCOOH

cH3CH(OH)COOH H:CzO.r

HCzOr- cTHsCOOH HN02 H2S04

HSOi

HzSOr HSOr- HBrO HCIO

Formel

4.

K

₌ ^5.6'l0ro

K

= 6.3'lO5

K

₌ ^-l .2'lO ^to Kr = ^{6.4' 10 ro}

K

= ^{1.8 10-5}

K

₌ ^6.7.10'a

&

=7.5.10'3 Kz = ^{6.2' l0'8} K; ₌ 4.8 10-'3

Kr = ^{9.1'10 8}

Kz= l.2

lOts Kt ₌ 4.5 107 Kz = 47

'l}'tr

Kr = ^1.8-10-r

K

₌ 1.8 10'a

K =|.4 ^l}'a

Kr = 6.5 10t

Kz = 6.1 ^10'5

K

= ^{1.3 105}

(

_{= 5.1} 10'a

Kr>>l

Kz= 1.2'lO1 Kt

= l.7

^lO2

f,

₌ ^6.5'

^10'

K

₌ 2.t.ro'e

K _{= l.l.l0-8}

SYRE.BASEINDIKATORERS OMSLAGSOMRADE

IS3!kato!

BromfenolblAtt Metylorange BromkresolgrPnt Metylrodt

Bromtymolblitt

Fenolrodt Fenolftalein

Tymolftalein

Gasskonstanten: R = 0,0821

L'

^{atm /}

^{(mol' K)}

Tilstandslikningen for ^en

ideell

^gass"

pV =

^nRT

Ioneproduktet for vann:

K* =

¹

0

^10-ra Molvolumet ^{av en gass} ved STP: 22'4

Umol

Vannets molale frvsepunk$nedsetting:

K'= _l'99 51lrn:lfl)

i#!;."i"i" lJrci'."ttshevning:-

^{760 = 0'51}

^K

^{/ (movke)}

o.01z

I.

roe

0

Nemsts

likning:

^E

= ^E" --

_n

FaradaYs konsmnt: F = 96500

A

s /

mol

MetningstrYkket

for

^{vanndamP :}

t

p

(mm Hg)

NOEN KONSTANTER ^OG FORMLER

3.O - 4.6

3.r

^{- 4.4}

3.8 - 5.4 4.2 - 6.2 6.0 ^{-'7 .6}

6;I

^{- 8.4}

8.0 - 9.6 9.3

-

^10.6

"Sur" ^farge

Gul R0d Gul R0d Gul Gul Fargelgs Fargel@s

"Basisk" ^farse BN

Gul Ble

uul

BIA R0d R0d Ble

18

¹⁹

20 ^2t 18 ^l9 16 ^t7

Omslagsomride

2. eradslikningen

ax'

^{+ bx} + c = 0 har lpsnngene ^'x =

-b!

-t

-6

.>; ^{3 >t}

^{z1 >}

; FE

3 =.?

;>€

;|rE

: rrr ; i. o7

d" r-l !

d >r;

^-a

+ ^r<

^_:

-r-II

u<;

; ^{a3: ?, =-}

o. tE

;2,

:zt

a;: ^{: -=}

? q): n'.l s

€)E

F€ z2 ^{OE A L: =} <€ -wF

^{d; LB}

^: , _X,I ^q)3

"Es

6

tr=F ^gtE

;n€ ^E-E

₃

^F _<i

^{...'l *}

9a& v8 -aa ^{{ os} _aa ^h _{: FE}

^O)5

^{^ o:}

=zg

_z

^S '<€

^qas

=o,

R^^i

! r vtr E.-s

r-E

^'- aE ^s,gE - ^{v.E -4tr}

9*r: ^<E _.r?

^{f rt}

^- _{- -E}

E E

-Nt

F: o0;

.,:€ : ^b!=

: <' ;<-

- N' 'zz

a

r ^{O: i a:}

= tvZ

fr o)i

ft!

v 8,=

",t=+

6 2.>

* a)=

- h:

P

=t+t

=. t-- c

r--

L;

', / \ ^?

:>; ^{a >E}

" 6,- : >!

-.E _22 ^{2 -=} 3gI

-E ^{: Li} - N: ^Vi

I -oa O-: *>= l:, _{-'\E s}

_e)E

s<:

a c): T oli

;>F

*,8

:at ^{.:AAE s c{=}

-HF

rr!. _zi ^{s vi SJ?:}

^i:=

^{X L;}

ooE

F 2

F a

U)

r+

a

EI

F

:>

s>

c.l

O

o\

@

|'-

,( r-

_0J*q)

:+

^r-

.6!

=v

₌₁

J