Høgskolen i Østfold
Avdeling for ingeniør- og realfag
EKSAMENSOPPGAVE
Fag: IRK10013 Generell kjemi Sensurfrist: Mandag 21. desember
Grupper: 15Kje+Y+tress og 15Bio+Y Antall oppgavesider: 5
Lærer: Birte J. Sjursnes
Dato: 30.11.2015 Tid: 09:00 —13:00 Antall vedleggssider: 2
Hjelpemidler: Godkjent kalkulator
"Book of data" eller andre formelsamlinger
KANDIDATEN MA SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET ER FULLSTENDIG ALLE SVAR SKAL BEGRUNNES (vis beregninger, ikke bare svaret)!
Alle hovedoppgaver teller likt Vedlegg 1: Det periodiske system til bruk etter behov.
Vedlegg 2: Oksidasjonstilstander til bruk i oppgave la)
Oppgave 1
a)Angi manglende navn eller formel
1) Ca(OH)2 4) Natriumdihydrogenfosfat
2) Fe203 5) Svovelsyre
3) N203 6) Bly(I1)sulfid
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.
Vann: H 0: H Karbondioksid: 0::C::0
Identifiser følgende
Et kation med 3 plussladninger (M3÷)og 23 elektroner.
To grunnstoffer som i grunntilstand har kun ett uparet 2p-elektron.
Oppgave 2
a) Vi har følgende reaksjon mellom kobber og salpetersyre:
3 Cu (s) + 8 HNO3 (aq) ---> 3 Cu(NO3)2 (aq) + 2 NO (g) + 4 H20 (I) Mm Cu = 63,546 g/mol
Hvor mange mol NO (g) blir dannet fra 0,270 mol Cu (s)?
Hvor mange mL 6,00M HNO3 trengs for fullstendig reaksjon med 50,0 g Cu (s)?
b) 1) 25,0 mL av en 0,500 M saltsyreløsning fortynnes til 350,0 mL. Beregn molaritet av den fortynnede løsningen.
2) Hvor mange gram NaCI trengs for å lage 150,0 mL 0,2500M NaCI-Iøsning?
Oppgitt: Mm (NaCI) = 58,44 g/mol
c) En løsning lages ved å løse 28,40 g glukose (C6H1206, Mm = 180,16 g/mol) i 355,0 g vann (H20, Mm = 18,02 g/mol). Tetthet til løsningen er 1,014 g/mL. Beregn følgende for glukose:
i) Masseprosent ii) Molaritet iii) Molfraksjon
Oppgave 3
a) Vi har følgende likevektreaksjon mellom svoveldioksid og nitrogendioksid:
S02 (g) + NO2 (g) ± NO (g) + S03 (g)
Ved 460°C er Kc = 85,0
1) En blanding av disse gassene har følgende konsentrasjoner:
[S02] = 0,0400M [NO] = 0,300M
[NO2] = 0,500M [S03] = 0,0200M
Beregn Qcog angi om systemet har nådd likevekt. Hvis ikke, hvilken vei går reaksjonen (mot høyre eller mot venstre) for å nå likevekt? Begrunn svaret ved hjelp av Qcog K.
2) Beregn molare konsentrasjoner av alle fire gasser ved likevekt når start- konsentrasjoner for S02 og NO2begge er 0,0500M.
b) 1) Molar løselighet for Ag2SO4i rent vann er 1,200 x 10-5mol/L. BeregnKsp-
2) Når vi blander 300,0 mL 0,05000 M Ba(NO3)2og 200,0 mL 0,03000 M NaF blir det utfelling av BaF2.Begrunn dette ved hjelp av IP (loneprodukt) ogKsp.
Oppgitt: Ksp(BaF2)= 1,800 x 10-7.
Oppgave 4
Vann og etanol danner en ideell løsning (blanding). Damptrykk over rent vann er 23,8 mmHg og damptrykk over ren etanol er 61,2 mmHg ved 25°C. Vi lager en løsning ved å blande 100,0 g etanol (CH3CH2OH,Mm = 46,07 g/mol) og 50,0 g vann (H20, Mm = 18,02 g/mol) ved 25°C.
Hva er det totale damptrykk over løsningen i mmHg?
Oppgitt: Modifisert Raoult's lov (kombinasjon av Raoult's lov og Daltons lov).
Ptot = PA + PB = XAP°A + XBP°B
Hvor Ptot= totaltrykk over væskeblandingen, PA er partialtrykk av A over væskeblandingen, PB er partialtrykk av B over væskeblandingen, XA er molfraksjon av A i væskeblandingen, XB er molfraksjon av B i væskeblandingen, P°Aer darnptrykk over ren A og P°Ber damptrykk over ren B.
Hydrogencyanid gass, HCN (g), produseres kommersielt ved reaksjon mellom metangass, CH4(g), ammoniakk, NH3(g) og oksygen, 02 (g), ved høy temperatur.
Det andre produktet er vanndamp, H20 (g).
,
2 CH4(g) + 2 NH3(g) + 3 02 (g) —>2 HCN (g) + 6 H20 (g)
Metangass og ammoniakk føres inn i reaktoren (reaksjonsbeholderen) med en hastighet på 20,0 liter per sekund. Oksygengass føres inn i reaktoren med en hastighet på 50,0 liter per sekund. Alle gasser har et trykk på 1,00 atm og en temperatur på 150°C.
Hvilken masse i gram av HCN produseres per sekund når vi antar fullstendig (100%) reaksjon? Mm (HCN) = 27,03 g/mol.
Oppgitt: PV = nRT
x atm
Gasskonstanten: R = 0,0821
mol
K 0°C = 273,15K
Oppgave 5
a) Du har 1,00 liter 0,500 M eddiksyre-acetat buffer (CH3COOH—CH3000-) som har pH = 4,50.
i) Beregn molar konsentrasjon av eddiksyre (CH3COOH) og acetat (CH3000-) i bufferen.
Oppgitt: Henderson-Hasselbalch ligningen:
pH = +log[baseform][syreform]
hvor baseform og syreform refererer til konjugert syre-basepar i bufferen.
Ka(eddiksyre) = 1,80 x 10-5
ii) Du ønsker å endre pH for bufferen fra 4,50 til 4,74 (bufferens pKa-verdi).Angi om du må bruke NaOH eller HCI for å gjøre dette, og beregn hvor mange mol du må tilsette bufferen i a) for å oppnå endringen i pH. Anta ingen volumendring ved tilsats av NaOH / HCI.
b) Beregn pH i en 0,250 M løsning av benzosyre, C6H5COOH.Ka = 6,5 x 10-5for
benzosyre. Du kan anta at dissosiasjonsgraden av benzosyre er neglisjerbar i forhold
til utgangskonsentrasjonen.
Oppgave 6
a) Vi har følgende redoksreaksjon:
Au3+ (aq) + 3 TI (s) Au (s) + 3 TI+ (aq) hvor E° = 1,84 V
Angi halvreaksjon for anode og katode, og angi hva som er oksidasjon og reduksjon.
Angi oksidasjonsmiddel og reduksjonsmiddel.
Hva er molar konsentrasjon av TI+ når vi måler et cellepotensial på E = 2,04 V og molar konsentrasjon av Au3+ er [Au3] = 1,0 x 10-2?
Temperatur = 25°C
Nernst ligning for 25°C: E = Ec ( 0,0592
log Q
hvor n = antall mol elektroner overført
b) i) En vandig løsning av AgNO3 har et osmotisk trykk på 185,94 mmHg ved 25°C.
Beregn molar konsentrasjon av AgNO3.
Oppgitt: u = MRT = Osmotisk trykk
M = Molar konsentrasjon av partikler i løsningen R = Gasskonstanten (gitt i 4b)
T = Temperatur i Kelvin (se 4b) 1,000 atm = 760,0 mrnHg
Når en kobberstav legges ned i løsningen så synker det osmotiske trykket.
Forklar hvorfor.
Oppgitt: Reaksjon mellom sølvioner og kobber:
2 Ag+ (aq) + Cu (s) 2 Ag (s) + Cu2+(aq)
Main
groups-,., Main groups
TA
2
2A
13
3A
14
4A
15
5A
16
6A
17
7A
18
SA
2
He
4.00260 t00794
3 4 5 6 7 8 9 10
Li Be
Transition rnetals B C N 0 F Ne
6.941 9.01218 -. 10.81 12.011 14.0067 15.9994 18.998403 20.1797
11 12 13 14 15 16 17 18
Na Mg 3 4 5 678 9 10 11 12 Al Si P S CI Ar
22.98977 24.305 3B 4B SB 6B7B-- 8B 1B 2B 26.98154 28.0855 30.97376 32.066 35.453 39.948
19 20 21 22 23 242526 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
39.0983 40.078 44.9559 47.88 50.9415 51.996 54.9380 55.847 58.9332 58.69 63.546 65.39 69.72 72.61 74.9216 78.96 79.904 83.80
37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54
a>
>, cn cu
RbSrY
85.467887.6288.9059
555657
CsBa*La
Zr
91.224
72
Hf
Nb
92.9064
73
Ta
Mo
95.94
74
W
Tc
(98)
75
Re
Ru
101.07
76
Os
Rh
102.9055
77
Ir
Pd
106.42
78
Pt
Ag
107.8682
79
Au
Cd
112.41
80
Hg In
114.82
81
TI
Sn
118,710
82
Pb
Sb
121.757
83
Bi
Te
127.60
84
Po I
126.9045
85
At
Xe
131.29
86
Rn
132.9054137.33138.9055 178.49 180.9479 183.85 186.207 190.2 192.22 195.08 196.9665 200.59 204.383 207.2 208.9804 (209) (210) (222)
878889 104 105 106 107 108 109 110 111 112 114 116 118
FrRa±.Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt
(223)226.0254227.0278 12611 (262) (266) (264) (269) (268) (271) (272) (277) (289) (289) (293)
a> _
tl; 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71
CI *Lanthanide series Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
. . 140.12 140.9077 144.24 (145) 15036 151.96 157.25 158.9254 162.50 164.9304 167.26 168.9342 173.04 174.967
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103
a)
tActinide series Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr0.) 232.0381 231.0359 238.0289 237.048 (244) (243) (247) (247) (251) (252) (257) (258) (259) (262)
Vedlegg 2: Oksiciasjonstilstander for grunnstoffer
Grunnet omgjøring av tabell til svart-hvitt så er metaller i hvitt og ikke-metaller i grått. De mest stabile oksidasjonstilstander som før var i rødt er nå i svart, fet og understreket.
18 Ar 13 14 15
Al Si P +3 k4 +5
-4 +3 3
+2 +2
16 117 S
Cl+6 1+7 +4 +6 +2 1+5 -2 +4 +3 +1 -1 34 135
Br 36 Kr 20 21 22
Ca Sc
23 24 25 26 27 28 Ti IV Cr Mn Fe Co Ni +4 +5 +6 +7 +3 +3 +2
30 31 32 33 Zn Ga Ge As Se +2 +3 +4 +5 +6 -4 +3 +4 3 -2
+5 1+4 — +3 +2 +1 -1 +3
+2
+6 +4 +3 +2 +4 +5 +3 +4 +2 +3 1+2
5 6 7 , 8 9 10 B C N ' 0 F Ne +3 +4 +5 +2 -1
+2 +4 -0.5 -4 +3 -1 1
+2 -2 +1
3
+2 +3
r----
37 38 39 40 41 42 43 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +4 +4 +6
44 Ru +8 +6 +4 +3 55 56 57
Cs Ba La +1
