Stöduppgifter för kemi 1-30 hp...Stöduppgifter för kemi 1-30 hp Lund den 2007-08-13 Kemisk bindning. (KEMA00, KEMA02).....2Kemisk bindning (KEMA00, KEMA02) 1. a) Mellan HCl molekylerna

Stöduppgifter för kemi 1-30 hp Lund den 2007-08-13 Kemisk bindning. (KEMA00, KEMA02)........................................................................................ 2 Kemisk jämvikt. (KEMA00, KEMA02).......................................................................................... 5 Protolysjämvikter. (KEMA00, KEMA02)..................................................................................... 12 Termokemi. (KEMA00) ................................................................................................................ 18 Elektrokemi. (KEMA02) ............................................................................................................... 20 Organisk kemi. (KEMA01) ........................................................................................................... 23 Kinetik. (KEMA02, KEMA03) ..................................................................................................... 30

Kemisk bindning (KEMA00, KEMA02)

1. a) Mellan HCl molekylerna förekommer svaga dipol-dipol krafter. NaCl är en jonförening därjonbindning är den dominerande bindningen mellan jonerna. Jonbindning är en starkbindning. NaCl har alltså högst kokpunkt.b) Både CH4 och SiH4 är opolära molekyler, vilket innebär att mellan molekylerna dominerari båda fallen dispersionskrafter. Dispersionskrafter ökar med ökad storlek av molekylerna,vilket i detta fall betyder att SiH4, som är störst, har starkast krafter mellan molekylerna ochdärmed högst kokpunkt.c) HF och HCl är polära molekyler. Mellan HF molekylerna dominerar vätebindning, medandipol-dipol krafter dominerar mellan HCl molekylerna Eftersom vätebindning är denstarkaste av dessa bindningstyper har HF högst kokpunkt trots att HF molekylen är minst.d) Både mellan H2O molekylerna och mellan CH3OH molekylerna dominerar vätebindning.Den är starkast mellan H2O molekylerna vilket innebär att H2O har högst kokpunkt. Ju störrekolkedjan blir i en envärd alkohol (en –OH grupp) desto mindre kan vätebindningen göra siggällande och desto större betydelse får den svaga dispersionskrafter. Det är en förklaring tillvarför endast alkoholerna med korta kolkedjor som CH3OH, C2H5OH och C3H7OH är lösligai vatten medan alkoholerna med längre kolkedjor svårlösliga i vatten.

2. a) Ädelgasena förekommer som enatomiga molekyler. Både mellan Xe-molekylerna ochmellan Ar-molekylerna dominerar dispersionskrafterna. Eftersom Xe-atomerna är större änAr-atomerna blir krafterna mellan Xe-atomerna starkare och alltså har Xe högre smältpunkt.(Dispersionskrafterna ökar med storleken av molekylerna)b) Mellan NH3-molekylerna dominerar vätebindning och mellan PH3 – molekylernadominerar dipol – dipol attraktion. Eftersom vätebindning är betydligt starkare än dipol –dipol bindning blir kokpunkten för NH3 högre än kokpunkten för PH3.

3. a) NH3 löses i H2O. Båda ämnena är polära. Lika löser lika. b) HCl löses i H2O. Samma svarsom i a) c) I2 löses i CCl4 . Båda ämnena är opolära. Lika löser lika. d) KCl löses i H2O.KCl är en jonförening och löses då av polärt lösningsmedel.

4. a) Gruppen –NH2 är polär liksom NH3 och alltså hydrofil. b) –CH3 är opolär liksom CH4, ochalltså hydrofob. c) –OH gruppen är polär och alltså hydrofil.

5. Allmänt gäller att en karbonat eller vätekarbonat reagerar med saltsyra under bildning avkoldioxid, CO2. Reaktionsformeln i detta fall kan skrivas:CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CO2(g) + H2O(l) + CaCl2(aq)

- 2 -

6. a) Korrekt. I sura oxider är det kovalenta inslaget stort vilket medför att sura oxider ärmolekylföreningar.b) Fel. Kalciumoxid är en basisk oxid, vilken löses av en syra: CaO + 2HCl → H2O + CaCl2.c) Korrekt. Fosfor(V)oxid är en ickemetall oxid och alltså en sur oxidd) Fel. Oxidationstalet för svavel i SO2 är +IV och oxidationstalet för svavel i SO3 är +VI.Den oxid som har det högsta oxidationstalet på svavel ger den starkaste syran .e) Korrekt. Koppar(II)oxid är en basisk oxid och löses av en syra.

7. A) S → SO42- . Oxidationstalet (OT) för svavel i S = 0, i SO42- = +VI. Ökning av OTbetyder oxidation.B) S → S2-. OT för svavel i S = 0, i S2- = -II. Minskning av OT betyder reduktion.C) S2- → SO32- . OT för svavel i S2- = -II, i SO32- = +IV. Ökning av OT betyder oxidation.D) SO42- → SO32- . OT för svavel i SO42- = +VI, i SO32- = +IV. Minskning av OT betyderreduktionE) S2- → HS- . OT för svavel i S2- = -II, och i HS- = -II. Här är alltså ingen ändring i OT.Varken oxidation eller reduktion.

8. Skillnaden i elektronegativitet mellan atomerna i de olika föreningarna är störst i KF. KF ärsvaret på frågan.

9. CaO och Na2O är metalloxider dvs basiska oxider. De övriga är icke-metall oxider dvs suraoxider.

10. CaO + H2O → Ca(OH)2. Som framgår ur reaktionsformeln ger 1 mol CaO upphov till 1mol Ca(OH)2. Vi måste beräkna hur stor substansmängd 100 kg CaO motsvarar. Vi vet att

mnM

= där M = (40,1 + 16,0)g/mol = 56,1 g/mol och massan m = 100 kg. Då blir

33100 10 1,783 10

56,1n mol⋅= ≈ ⋅ . Enligt reaktionsformeln blir n(Ca(OH)2) = 1,783 ⋅ 103 mol.

Molmassan för Ca(OH)2 är M = 74,1 g/mol. Massan för Ca(OH)2 ges då av m = n ⋅ M dvs m= 1,783 ⋅ 103 ⋅ 74,1 ≈ 132 ⋅ 103 g = 132 kg.

- 3 -

11. Ba(OH)2 ⋅ 8H2O löses i vatten enligt formeln Ba(OH)2 ⋅ 8H2O(s) → Ba+2(aq) + 2OH-(aq).Substansmängden OH- och koncentrationen av OH- blir dubbelt så stor som denursprungliga mängden och koncentrationen av Ba(OH)2 ⋅ 8H2O. Vi börjar därför med attberäkna substansmängden och koncentrationen för Ba(OH)2 ⋅ 8H2O .m(Ba(OH)2 ⋅ 8H2O ) = 1,06 g ; M(Ba(OH)2 ⋅ 8H2O ) = 137,3 + 2(16,0 + 1,008) + 8(2⋅1,008 +16,0) = 315,4 g/mol

1,06 0,0033608315, 4

mn n molM

= ⇒ = ≈ . Koncentrationen ges av ncV

= och blir då

30,0033608 0,005601 /0,600

c mol dm= ≈ .

Hydroxidjonkoncentrationen blir då: [OH-] = 2 ⋅ 0,005601 mol/dm3 = 0,0112 mol/dm3 .

Neutralisationsreaktionen blir H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) → H2O + Na2SO4(aq).Ur formeln framgår att 2 mol NaOH neutraliserar 1 mol H2SO4.Aktuell substansmängd NaOH beräknas ur sambandet n= c ⋅ V vilket gern(NaOH) = 2,0⋅20,0⋅10-3 = 40,0⋅10-3 mol. Antalet mol svavelsyra som neutraliseras är hälftendvs 20,0⋅10-3 mol. Eftersom koncentrationen av H2SO4 är 4,0 mol/ dm3 blir volymen

nVc

= vilket ger 3

3 3 320 10 5,0 10 5,0 5,04,0

V dm cm ml−

−⋅= = ⋅ = =

- 4 -

Kemisk jämvikt. (KEMA00, KEMA02)

Inledande övning:a) PCl3 + Cl2 PCl5ändring - 0,3 mol - 0,3 mol +0,3 mol

vid jämvikt 0,7 mol 1,7 mol 0,3 mol

b) H2 + I2 2 HI

ändring - 0,7 mol - 0,7 mol + 1,4 mol


c) N2 + 3H2 2 NH3ändring -0,3 mol - 0,9 mol + 0,6 mol


d) N2 + 3H2 2 NH3ändring - 2,0 mol - 6,0 mol + 4,0 mol


1. a) 2H2S(g) + CH4(g) CS2(g) + 4H2(g) b) [ ] [ ]

[ ] [ ]

42 2

22 4

CS HK

H S CH

⋅=

⋅ enhet M2.

2. Alla påståenden sanna

3. c,d

4. Koncentrationer vid jämvikt beräknas enligt tabellen

PCl5 PCl3 Cl2Substansmängder vid jämvikt 0,8 mol 0,2 mol 0,2 molKoncentrationer vid jämvikt 0,8/5,00 M =

0,16 M0,2/5,00 M =0,04 M

0,2/5,00 M =0,04 M

Insättning i jämviktsekvationen [ ] [ ][ ]

3 2

5

PCl ClK

PCl⋅

= ger 0,04 0,040,16

K M⋅= = 0,01 M

- 5 -


SO2 O2 SO3Substansmängder vid jämvikt 0,040 mol 0,060 mol 0,12 molKoncentrationer vid jämvikt 0,040/0,40 M =

0,10 M0,060/0,40 M =0,15 M

0,12/0,40 M= 0,30 M

Insättning i jämviktsekvationen [ ][ ] [ ]

23

22 2

SOK

SO O=

⋅ ger

21

2

0,300,10 0,15

K M −=⋅

= 60 M-1.


H2 I2 HISubstansmängder vid jämvikt 1,76 mol 0,020 mol x molKoncentrationer vid jämvikt 1,76/V M 0,020/V M x/V M


2

2 2

HIK

H I=

⋅ ger ekvationen

2( )

1,76 0,02050,0xV

V V⋅

= vilket ger

x = 1,33 mol HI.

7. a) Jämvikten förskjuts åt höger b) Jämvikten förskjuts åt vänster c) Jämvikten förskjuts åt vänster d) Trycket påverkar inte jämviktsläget e) Jämvikten förskjuts åt höger f) Katalysatorn påverkar inte jämviktsläget.

8. Molmassan för NH3 är 17,0 g/molKoncentrationer vid jämvikt för reaktionen 2 NH3(g) N2(g) + 3H2(g) beräknas enligttabellen

NH3 N2 H2Substansmängdervid start

6,817,0

mol = 0,40 mol 0 0

Ändring -(0,40 mol – 0 ,04 mol)= - 0,36 mol

+ 0,36/2 mol =+ 0,18 mol

+ 3⋅ 0,36/2 mol =+ 0,54 mol

Substansmängdervid jämvikt

0,04 mol 0,18 mol 0,54 mol

Koncentrationervid jämvikt

0,04 mol/2,0dm3 =0,02 M

0,18 mol/ 2,0dm3 =0,09 M

0,54 mol /2,0dm30,27 M

Insättning i jämviktsekvationen [ ] [ ][ ]

32 2

23

N HK

NH⋅

= ger 3

2

0,09 0, 270,02

K ⋅= M2 = 4,4 M2.

- 6 -

9. Jämviktsformeln är CO(g) + Cl2(g) COCl2 (g)Koncentrationer vid jämvikt beräknas enligt tabellen

CO Cl2 COCl2Substansmängdervid start

4,03⋅10-3 mol 4,13⋅10-3 mol 0

Ändring - 2,99⋅10-3 mol - 2,99⋅10-3 mol + 2,99⋅10-3 molSubstansmängdervid jämvikt

(4,03⋅10-3 - 2,99⋅10-3 )mol = 1,04⋅10-3 mol

(4,13⋅10-3 - 2,99⋅10-3) mol =1,14⋅10-3 mol

2,99⋅10-3 mol


1,04⋅10-3 mol /0,491dm3

2,118⋅10-3 M1,14⋅10-3 mol /0,491dm3

2,322⋅10-3 M2,99⋅10-3 mol /0,491dm3

6,090⋅10-3 M


2

2

COClK

CO Cl=

⋅ ger

3

3 3

6,090 102,118 10 2,322 10

K−

− −

⋅=

⋅ ⋅ ⋅ M-1 = 1,24⋅103

M-1.

10. Jämviktsformeln och jämviktsekvationen är

SO2(g) + NO2(g) SO3(g) + NO(g) [ ] [ ][ ] [ ]

3

2 2

SO NOK

SO NO⋅

=⋅

= 9,0

Jämviktskoncentrationerna ges i tabellen nedan. Antagen enligt tabellen.SO2 NO2 SO3 NO

Substansmängdvid start

3,00⋅10-3 mol 3,00⋅10-3 mol 0 0

Ändring - x mol - x mol + x mol + x molSubstansmängdvid jämvikt

(3,00⋅10-3 –x) mol (3,00⋅10-3 –x) mol x mol x mol

Koncentration-er vid jämvikt

(3,00⋅10-3 –x)/1,00 M= (3,00⋅10-3 –x) M

(3,00⋅10-3 –x)/1,00 M =(3,00⋅10-3 –x) M

x/1,00 M =x M

x/1,00 M =x M

Insättning i jämviktsekvationen ger ekvationen 3 3 9,0(3,00 10 ) (3,00 10 )x x

x x− −⋅

=⋅ − ⋅ ⋅ −

, vilken kan

skrivas som 2

3 9,03,00 10x

x−⎛ ⎞ =⎜ ⎟⋅ −⎝ ⎠

Denna andragradsekvation kan lösas genom att man drar kvadratroten ur

båda leden: 3 3,03,00 10x

x−= ±

⋅ −. Här kan den negativa roten ur 9,0 (= -3,0) förkastas eftersom

både x och (3,00⋅10-3-x) måste vara positiva tal. Vi får då ekvationen 3 3.03,00 10x

x−=

⋅ − vilken

ger x = 2,25⋅10-3 mol ≈ 2,3⋅10-3 mol.

- 7 -

11. I jämviktsekvationen [ ] [ ][ ] [ ]

3 2 5 2

2 5 3

CH OCOC H H OK

C H COOH CH OH⋅

=⋅

ingår kvoten

[ ] [ ][ ] [ ]

3 2 5 2

2 5 3

CH OCOC H H OQ

C H COOH CH OH⋅

=⋅

.

Om Q = K = 4 är systemet i jämvikt, om Q ≠ K råder inte jämvikt. Med de angivna

koncentrationerna blir (1,0 / ) (1,0 / ) 1,0 4(1,0 / ) (1,0 / )

V VQV V

⋅= = <

⋅. Systemet är inte i jämvikt.

Q måste öka för att uppnå värdet 4. Detta innebär att nettorektionen sker åt höger.

12. a) [ ][ ]

2

2

HK

H O= b) 22 4Ba SO K

−+ ⎡ ⎤⎡ ⎤ ⋅ =⎣ ⎦ ⎣ ⎦


SO2 NO2 SO3 NOSubstansmängder vid start 2,60 mol x mol 0 0Ändring -1,20 mol -1,20 mol +1,20 mol +1,20 molSubstansmängder vid jämvikt 1,40 mol (x-1,20) mol 1,20 mol 1,20 molKoncentrationer vid jämvikt 1,40/V M (x-1,20)/V M 1,20/V M 1,20/V M

Insättning i jämviktsekvationen [ ] [ ][ ] [ ]

3

2 2

SO NOK

SO NO⋅

=⋅

ger ekvationen

1,20 1,20

1,40 1,20 3,00V VxV V

⋅

−⋅

= varav

x = 1,54. Alltså skall 1,54 mol NO2 tillsättas.

- 8 -

14. Molmassan för H2 = 2,016 g/mol. Molmassan för I2 = 253,8 g/mol Koncentrationer vid jämvikt beräknas enligt tabellen

H2(g) + I2(g) 2 HI(g)H2 I2 HI

Substansmängdervid start

1,002,016

mol 46,0253,8

mol 0

Ändring 44,1253,8

mol− 46,0 1,9253,8

mol−− = 44,1253,8

mol−2 44,1253,8

mol⋅+


1,002,016

mol 44,1253,8

mol−

≈ 0,3222 mol

1,90253,8

mol ≈ 7,486⋅10-3 mol 2 44,1253,8

mol⋅+ ≈

0,3475 molKoncentrationervid jämvikt

0,3222 mol/Vdm3 7,486⋅10-3 mol/ Vdm3 0,3475 mol /Vdm3


2

2 2

HIK

H I=

⋅ ger ekvationen

2

3

0,3475( )

0,3222 7,486 10V

V V

K−⋅⋅

= varur

K = 50,1.

- 9 -

15. Jämviktsformeln blir C2H5COOH + CH3OH CH3OCOC2H5 + H2O

Koncentrationer vid jämvikt beräknas enligt tabellen. Antaganden enligt tabellen.

C2H5COOH CH3OH CH3OCOC2H5 H2OSubstansmängder vid start a mol a mol 0 0Ändring - 0,67a mol - 0,67a mol + 0,67a mol + 0,67a molSubstansmängder vid jämvikt 0,33a mol 0,33a mol 0,67a mol 0,67a molKoncentrationer vid jämvikt 0,33a/V M 0,33a/V M 0,67a/V M 0,67a/V M


3 2 5 2

2 5 3

CH OCOC H H OK

C H COOH CH OH⋅

=⋅

ger ekvationen 0,67 0,67

0,33 0,33

a aV V

a aV V

K⋅

⋅=

varur K = 4,12.Nu vill vi att 99 % av syran skall reagera.Koncentrationer vid jämvikt beräknas enligt tabellen. Antaganden enligt tabellen.

C2H5COOH CH3OH CH3OCOC2H5 H2OSubstansmängdervid start

100 g/(74,0 g/mol)= 1,3514 mol

x mol 0 0

Ändring - 0.99⋅1.3514 mol =- 1,338 mol

- 1,338 mol + 1,338 mol + 1,338 mol


0,0135 mol (x – 1,338) mol 1,338 mol 1,338 mol


0,0135/V M (x – 1,338)/V M 1,338 /V M 1,338 /V M


3 2 5 2

2 5 3

CH OCOC H H OK

C H COOH CH OH⋅

=⋅

ger ekvationen

1,338 1,338

0,0135 1,338 4,12V VxV V

⋅

−⋅

= ger x = 33,53. Det behövs alltså 33,53 mol metanol. Molmassan för

metanol är 32,0 g/mol. Massan blir 33,53⋅32,0 g = 1073 g = 1,1 kg.

- 10 -

16. Jämviktsreaktionen är N2O4(g) 2NO2(g)

Koncentrationer vid jämvikt beräknas enligt tabellen. Antaganden enligt tabellen.

N2O4 NO2Substansmängder vid start a mol 0Ändring - 0,167a mol + 334a molSubstansmängder vid jämvikt 0,833a mol 0,334a molKoncentrationer vid jämvikt 0,833a/V M 0,334a/V M

Vi kan beräknas ur allmänna gaslagen. Totala substansmängden gaser vidjämvikt = 0,833a mol + 0,334a mol

Allmänna gaslagen ger:

5(0,833 0,334 ) 8,314 298

1,013 10nRT a aV

P+ ⋅ ⋅

= =⋅

m3 = 0,02852a m3 = 28,52a dm3.

Jämviktskonstanten beräknas sedan: [ ][ ]

22

2 4

NOK

N O= =

20,334( )28,520,833( )28,52

aaaa

mol/dm3 = 4,69⋅10-3 mol/dm3.

- 11 -

Protolysjämvikter. (KEMA00, KEMA02)

1. a) Cl- b) HSO4- c) PO43- d) HCO3- e)H2O

2. a) HNO3 b) HSO4- c) H2PO4- d) OH- e) H2O f) NH4+

3. NH4+ – NH3, H2O – OH- , H2PO4- – HPO42- , H3O+ – H2O , HCO3- – CO32-, HS- – S2- .

4. H2CO3 + H2O →← HCO3- + H3O+

HCO3- + H2O →← CO32- + H3O+

5. a) pH = -lg2,0⋅10-3 = 2,70 ( heltalssiffran i en logaritm räknas inte in i antalet gällande siffror) b) pH = -lg4,55⋅10-10 = 9,342 c) pH = -lg2,5 = -0,40

6. a) [ H3O+] = 10-4,85 M = 1,41⋅10-5 M b) [ H3O+] = 10-8,7 M = 2⋅10-9 M a) [ H3O+] = 10-(-0,30) M = 2,0 M

7. HCl(aq) + H2O → H3O+ + Cl- a) pH = -lg1,0 = 0 b) pH = -lg0,050 = 1,30

8. H2SO4(aq) + 2H2O → 2H3O+ + SO42-

[ H3O+] = 2⋅0,0002 M = 0,0004 M pH = -lg0,0004 = 3,40

9. HCl stark syra och fullständigt protolyserad. a) [ H3O+] = 10-2,70 M = 2,0⋅10-3 M ⇒ c(HCl) = 2,0⋅10-3 M b) [ H3O+] = 10-0,52 M = 0,30 M ⇒ c(HCl) = 0,30 M

10. NaOH(aq) → Na+(aq) + OH-(aq) pOH = -lg0,20 = 0,70 pH = 14,00 – 0,70 = 13,30

11. n(NaOH) = 2, 4040,0 /

gg mol

= 0,0600 mol

[OH-] = 30,06000,500

moldm

= 0,120 M

pOH = -lg0,120 = 0,921 ⇒ pH = 14,000 – 0,921 = 13,079

- 12 -

12. a) pOH = 0,05 ⇒ [OH-] = 10-0,05 M = 0,9 M b) pH = 11,85 ⇒ pOH = 14,00 – 11,85 = 2,15 ⇒ [OH-] = 10-2,15 M = 7,1⋅10-3 M

13. HNO3(aq) + H2O → H3O+ + NO3-

[ H3O+] = 3 3

3

0,05 10 161,00

dm Mdm

−⋅ ⋅ = 8,0⋅10-4 M

pH = -lg8,0⋅10-4 = 3,097 ≈ 3,10

14. [ H3O+] = 3

3

1,0 1,02,0dm M

dm⋅ = 0,50 M ⇒ pH = -lg0,50 = 0,30

[ Na+] = 30, 202,0

moldm

= 0,10 M

[ NO3-] = 3

3

1,0 1,0 0, 202,0

dm M moldm

⋅ + = 0,60 M

15. Ca(OH)2(s) → Ca2+(aq) + 2OH-(aq) [OH-] = 2⋅0,00005 M = 0,00010 M ⇒ pOH = -lg0,00010 = 4,0 ⇒ pH = 10,0

16. pH = 12,30 ⇒ pOH = 1,70 ⇒ [OH-] = 10-1,70 M = 0,020 M

efter spädning: [OH-] = 3 3

3 3

10 10 0,020100 10

dm Mdm

−

−

⋅ ⋅⋅

= 0,0020 M

pOH = -lg0,0020 = 2,70 ⇒ pH = 11,30

17. HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O n = c⋅V: 0,050 dm3⋅2 M 0,050 dm3⋅4 M = 0,10 mol = 0,20 molefter reaktion: 0 mol 0,20 mol – 0,10 mol= 0,10 mol

Lösningen blir basisk med [OH-] = 30,10

0,100moldm

= 1,0 M ⇒ pOH = -lg1,0 = 0 ⇒

pH = 14,0 och [ H3O+] = 1,0⋅10-14 M

18. pH = 12,30 ⇒ pOH = 1,70 ⇒ [OH-] = 0,020 M ; pH = 1,30 ⇒ [ H3O+] = 0,050 M

OH- + H3O+ → 2H2O n = c⋅V: 0,150 dm3⋅0,020 M 0,050 dm3⋅0,050 M= 0,0030 mol 0,0025 molefter reaktion: (0,0030–0,0025) mol = 0 mol 5,0⋅10-4 molTotal volym = 0,200 dm3.

- 13 -

[OH-] = 4

3

5,0 100, 200

moldm

−⋅ = 0,0025 M ⇒ pOH = -lg0,0025 = 2,60 ⇒ pH = 11,40

19. a) HCOOH + H2O →← HCOO- + H3O+ [ ]

3a

HCOO H OK

HCOOH

− +⎡ ⎤ ⎡ ⎤⋅⎣ ⎦ ⎣ ⎦=

b) CH3NH2 + H2O →← CH3NH3 + + OH-

[ ]3 3

3 2b

CH NH OHK

CH NH

+ −⎡ ⎤ ⎡ ⎤⋅ ⎣ ⎦⎣ ⎦=

20. HA + H2O →← A- + H3O+

start: 0,260 M 0 0jämvikt: (0,260-10-2,72) M 10-2,72 M 10-2,72 M

[ ]3

a

A H OK

HA

− +⎡ ⎤ ⎡ ⎤⋅⎣ ⎦ ⎣ ⎦= ⇒ 2,72 2,72

2,72

10 10(0, 260 10 )a

K− −

−

⋅=

− M ⇒ Ka = 1,41⋅10-5 M

21. pH = 9,82 ⇒ pOH = 4,18 ⇒ [OH-] = 6,61⋅10-5 M. B + H2O →← HB

+ + OH-

start: 0,114 M 0 0jämvikt: (0,114-6,61⋅10-5) M 6,61⋅10-5 M 6,61⋅10-5 M

[ ]bOH HB

KB

− +⎡ ⎤ ⎡ ⎤⋅⎣ ⎦ ⎣ ⎦= ⇒ 5 5

5

6,61 10 6,61 10(0,114 6,61 10 )b

K− −

−

⋅ ⋅ ⋅=

− ⋅ M ⇒ Kb = 3,83⋅10-8 M

22. a) NH4Cl(s) → NH4+(aq) + Cl-(aq). NH4+ + H2O →← NH3 + H3O

+

start: 0,25 M 0 0jämvikt: (0,25-10-4,96) M 10-4,96 M 10-4,96 M

[ ]3 34

a

NH H OK

NH

+

+

⎡ ⎤⋅ ⎣ ⎦=⎡ ⎤⎣ ⎦

⇒ 4,96 4,96

4,96

10 10(0, 25 10 )a

K− −

−

⋅=

− M ⇒ Ka = 4,8⋅10-10 M

b) pKa = -lg4,8⋅10-10 = 9,32 ⇒ pKb = 14,00 – 9,32 = 4,68 ⇒ Kb = 10-4,68 M = 2,1⋅10-5 M

23. Antaganden enligt följande: HAc + H2O →← A

- + H3O+

start: 0,050 M 0 0jämvikt: (0,050-x) M x M x MEftersom protolysen i ättiksyra är liten försummar vi x jämfört med 0,050 ( x

och pH = 3,03

24. a) sur b) neutral c) basisk d) basisk e) sur f) basisk g) basisk h) sur

- 15 -

25. a) CH3COOH(aq) svag syra; Ka = 2⋅10-5 M b) NH4Cl(aq) NH4+ svag syra; Ka = 5⋅10-10 M c) NaHSO4(aq) HSO4- svag syra ; Ka = 1⋅10-2 M d) Na3PO4(aq) PO43- svag bas; Kb = 2,3⋅10-2 M e) Na2HPO4(aq) HPO42- amfolyt men starkast som bas; Kb = 1,6⋅10-7 M; Ka = 4,4⋅10-13 MDen suraste lösningen är den starkaste syran. Den lösning som är mest basisk är den starkastebasen. Ordningen blir därför: c) a) b) e) d)

26. a) NH4Cl(aq) b) Na3PO4(aq) c) KNO3(aq) d) KHCO3(aq) e) NaCl(aq) sur basisk neutral basisk neutral Lägst pH-värde i den sura lösning dvs i NH4Cl.

27. a) sant. [ H3O+] = Ka ⋅[ ]HAcAc−⎡ ⎤⎣ ⎦

= 2⋅10-5 ⋅0,8 M. Vilket ger pH = 4,8

b) sant. Eftersom [ ]HAcAc−⎡ ⎤⎣ ⎦

= 0,8 finns det både ättiksyra och acetatjoner i lösningen,

dvs blandning av svag syra och svag bas. c) sant eftersom det är en buffert d) falskt. [ H3O+] = 2⋅10-5 ⋅1,8 M. Vilket ger pH = 4,4

28. a) acetatjonen CH3COO- Kb = 5,7⋅10-10 M b) ammoniak NH3 Kb = 1,8⋅10-5 M c) karbonatjonen CO32- Kb = 2,1⋅10-4 M d) sulfatjonen SO42- Kb = 1,0⋅10-12 MSvagast bas är sulfatjonen och starkast är karbonatjonen. Ordningen blir d) a) b) c)

29. a) Ka = 2,0⋅10-5 M taget ur tabell

[ H3O+] = Ka ⋅[ ]HAcAc−⎡ ⎤⎣ ⎦

; [ H3O+] = 2,0⋅10-5 M ⋅0,300,70

MM

= 8,57⋅10-6 M

pH = 5,07

b) [ H3O+] = 5,7⋅10-10 M ⋅

3

3

3

3

0,050 0,500,125

0,075 1,00,125

dm Mdm

dm Mdm

⋅

⋅ = 1,90⋅10-10 M ⇒ pH = 9,72

30. Resultaten med de olika indikatorerna ger följande pH-intervall: pH > 5,4 6,0 < pH < 7,6 pH > 6,3 6,8 < pH < 8,4 vilket ger 6,8 < pH < 7,6

31. Sätt HC6H6NO2 = HA HA + OH- → A- + H2OEnligt reaktionsformeln gäller n(HA) = n(OH-) = 0,1000 M⋅36,3⋅10-3 dm3 = 3,63⋅10-3 mol.M(HC6H6NO2) = 125 g/mol

- 16 -

m(HC6H6NO2) = n⋅M = 3,63⋅10-3 mol⋅125 g/mol = 0,45375 g

mass-% HC6H6NO2 : 0, 45375

0, 465g

g = 0,9756 = 97,6 %

32. Eftersom indikatorn ger samma färgnyans både i syran och i buffertlösningen drar manslutsatsen att lösningarna har samma pH-värde.

a) Buffert: [HAc] = 3 3

3 3

8,9 10 0, 20010,0 10

dm Mdm

−

−

⋅ ⋅⋅

= 0,178 M

[Ac-] = 3 3

3 3

1,1 10 0, 20010,0 10

dm Mdm

−

−

⋅ ⋅⋅

= 0,022 M

[ H3O+] = Ka ⋅[ ]HAcAc−⎡ ⎤⎣ ⎦

; [ H3O+] = 1,8⋅10-5 M ⋅0,1780,022

MM

= 1,456⋅10-4 M

pH = 3,84

b) Syran: . HA + H2O →← A- + H3O+

start: 2,5⋅10-3 M 0 0jämvikt: (2,5⋅10-3-1,456⋅10-4) M 1,456⋅10-4 M 1,456⋅10-4 M

[ ]3

a

A H OK

HA

− +⎡ ⎤ ⎡ ⎤⋅⎣ ⎦ ⎣ ⎦= ⇒ 4 4

3 4

1, 456 10 1, 456 10(2,5 10 1, 456 10 )a

K− −

− −

⋅ ⋅ ⋅=

⋅ − ⋅ M ⇒ Ka = 9,00⋅10-6 M

⋅

- 17 -

Termokemi. (KEMA00)

1. a) enligt diagrammet: reaktanterna b) exoterm c) enligt diagrammet –220 kJ/mol NH3. d)dubbelt så stor som för 1 mol dvs –440 kJ/2 mol NH3. e) omvända reaktionen är endoterm,dvs ∆H=220 kJ/mol.

2. c) är felaktigt eftersom ∆H< 0 visar att reaktionen är exoterm.

3. Enligt reaktionsformeln är entalpiändringen för reduktion av 2 mol Fe2O3 : ∆H = +500 kJ. Förreduktion av 1 mol Fe2O3 blir då ∆H = +250 kJ.

4. 20,0 g NaOH motsvarar 0,50 mol NaOH ( , ( ) 40,0 /mn M NaOH g molM

= = )

Entalpiändringen beräknas ur sambandet n H m c T− ⋅ ∆ = ⋅ ⋅ ∆ , - tecken eftersom energiavges. Med alla värden insatta : 0,50 (1000 20) 4,18 (25,2 20,2)H− ⋅ ∆ = + ⋅ ⋅ − vilket ger

242,6 /H kJ molH O∆ = −

5. Reaktionen 2 33( ) ( ) ( )2

S s O g SO g+ → erhålls om reaktionerna 2 2( ) ( ) ( )S s O g SO g+ → och

2 2 31( ) ( ) ( )2

SO g O g SO g+ → adderas. Då adderas även entalpiändringarna och

∆H1 = ∆H2 + ∆H3 dvs ∆H1 = -298 kJ + (-97) kJ = -398 kJ.

6. Förbränningsentalpin avser reaktionen C6H14(l) + 19/2O2(g) → 6CO2(g) + 7H2O(g)För förbränning av 1 g hexan är ∆H = -48,3 kJ. 1 mol hexan väger 86,1 g. Då blirförbränningsentalpin ∆Hco= 86,1 ⋅ (-48,3) kJ/mol hexan ≈ - 4,2 ⋅ 103 kJ/mol hexan.

7. a) C7H16 + 11O2 → 7CO2 + 8H2O ; 2CH3OH + 3O2 → 2CO2 + 4H2Ob) 1,00 dm3 heptan väger 0,68 kg = 680 g. M(heptan) = 100,1 g/mol. Substansmängden

heptan blir då mnM

= dvs 680 / 6,79 /100,1

n g mol g mol= = . Den värmemängd som frigörs blir

då 6,79 ⋅ 4853 kJ ≈ 33 000 kJ.c) 1 mol metanol ger värmemängden 715 kJ. För att avge värmemängden 33 000 kJ behövs33 000/715 = 46,2 mol vilket motsvarar 46,2 ⋅ 32,0 = 1480 g = 1,48 kg (m = n⋅ M ochM(CH3OH) = 32,0 g/mol). Med hjälp av densiteten för metanol som är 0,79 kg/dm3 kan

volymen beräknas: 3 31, 48 1,870,79

m mV V dm dmV

ρρ

= ⇒ = ⇒ = =

- 18 -

8. a) Pb(N3)2 (s) → Pb(s) + 3N2(g) b) Enligt reaktionsformeln bildas 3 mol gas ur 1 mol

Pb(N3)2. Aktuell substansmängd Pb(N3)2 beräknas ur mnM

= och M(Pb(N3)2) = 291,2 g/mol

vilket ger 0,30 0,00103291, 2

n mol mol= = . Då blir substansmängden för kväve:

n(N2) = 3 ⋅ 0,00103 mol = 0 00309 mol. Trycket av N2 beräknas ur allmänna gaslagenn R TP V n R T P

V⋅ ⋅

⋅ = ⋅ ⋅ ⇒ = . Insättning av värdena n = 0,00309 mol,

R=8,314 Pa⋅m3/(mol⋅K), T = 600 K och V = 1,0 ⋅ 10-6 m3 erhålls3

6

0,00309 8,314 600 15, 4 10 15, 41,0 10

P Pa kPa MPa−⋅ ⋅

= ≈ ⋅ =⋅

Reaktionsformlerna för de tre förbränningsreaktionerna är(1) 4 B(s) + 3 O2(g) → 2 B2O3(s) ∆Ho(1) = -2509,1 kJ(2) 2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) ∆Ho(2) = -571,6 kJ(3) B2H6(g) + 3 O2(g) → B2O3(s) + 3 H2O(l) ∆Ho(3) = -2147,5 kJ

Om vi bibehåller reaktion (1) oförändrad, multiplicerar reaktion (2) med 3 och vänder reaktion(3) samt multiplicerar med 2 blir reaktionsformlerna med tillhörande entalpivärden följande:4 B(s) + 3 O2(g) → 2 B2O3(s) ∆Ho(1) = -2509,1 kJ6 H2(g) + 3O2(g) → 6 H2O(l) 3⋅∆Ho(2) = -1714,8 kJ2 B2O3(s) + 6 H2O(l) → 2 B2H6(g) + 6 O2(g) -2⋅∆Ho(3) = +4295,0 kJ

Därefter adderas samtliga tre reaktionsformler och resultatet blir4 B(s) + 6 H2(g) → 2 B2H6(g) med ∆Ho = -2509,1 kJ + (-1714,8) kJ + 4295,0 kJ = +71,1kJOm vi dividerar reaktionsformeln med 2 fås den önskade reaktionen nämligen2 B(s) + 3 H2(g) → B2H6(g) och ∆Hof (B2H6(g)) = 71,1/2 kJ/mol B2H6(g) =35,6 kJ/mol B2H6(g)

- 19 -

Elektrokemi. (KEMA02)

1. a) falskt b) falskt c) sant d) falskt e) falskt f) sant

2. I.) a) - Mg(s) | Mg2+(aq) || Ag+(aq) | Ag(s) + b) E = 0,80 V –(– 2,37 V) = 3,17 Vc) – pol: Mg(s) → Mg2+(aq) + 2e- + pol: Ag+(aq) + e- → Ag(s)strömdrivande reaktion: Mg(s) + 2Ag+(aq) → Mg2+(aq) + 2Ag(s)I.) a) - Ni(s) | Ni2+(aq) || Cu2+(aq) | Cu(s) + b) E = 0,34 V –(– 0,25 V) = 0,59 Vc) – pol: Ni(s) → Ni2+(aq) + 2e- + pol: Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s)strömdrivande reaktion: Ni(s) + Cu2+(aq) → Ni2+(aq) + Cu(s)III.) a) - Pb(s) | Pb2+(aq) || H+(aq)| H2(g, 1,0 atm), Pt(s) + b) E = 0,00 V –(– 0,13 V) = 0,13 Vc) – pol: Pb(s) → Pb2+(aq) + 2e- + pol: 2 H+(aq) + 2e- → H2(g, 1 atm)strömdrivande reaktion: Pb(s) + 2 H+(aq) → Pb2+(aq) + H2(g, 1 atm)IV.) a) - Pb(s) | Pb2+(aq) || Fe2+(aq), Fe3+(aq) | Pt(s) + b) E = 0,77 V –(– 0,13 V) = 0,90 Vc) – pol: Pb(s) → Pb2+(aq) + 2e- + pol: Fe3+(aq) + e- → Fe2+(aq)strömdrivande reaktion: Pb(s) + 2 Fe3+(aq) → Pb2+(aq) + 2 Fe2+(aq)

3. a) A och D.b) Pb(s) + Cu2+(aq) → Pb2+(aq) + Cu(s) och Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s)

4. d) Kommentar: Fe, Cl- och Zn är redan i de reducerade formerna. Av de två övriga harredoxparet Cl2/Cl- högst normalpotential.

5. a) sant b) falskt c) sant d) falskt

6. a) Kromskiktet löses upp, nickelskiktet hindrar järn från att rosta.b) Först löses kromskiktet upp och därefter börjar järnet att rosta.

7. I smältan finns Pb2+ och Br-. Anodreaktion: 2Br- → Br2 + 2e-

Katodreaktion: Pb2+ + 2e- → Pb

8. a) På den positiva elektroden sker PbO2(s) → PbSO4(s). Elektrodens massa ökar (jämförmolmassorna).b) På den negativa elektroden sker Pb(s) → PbSO4(s). Elektrodens massa ökar.c) Ur elektrolyten försvinner H2SO4 samtidigt som samma mängd H2O tillförs. Elektrolytensmassa minskar.

9. a) Normalpotentialen för redoxparet H+/H2 är 0,00 V. emk definieras som E = E+pol – E-polvilket ger att E-pol = E+pol – E = 0,00 V – 0,40 V = - 0,40 Vb) Den strömdrivande reaktionen blir Cd(s) + 2 H+ → Cd2+ + H2(g) eftersomelektrodreaktionerna är – pol: Cd(s) → Cd2+ + 2 e- +pol: 2H+ +2 e- → H2(g)

- 20 -

10. Ja. Totalförlopp: 2 Fe3+ + Fe(s) → 3 Fe2+

- pol: Fe(s) → Fe2+ + 2e-

+ pol: Fe3+ + e- → Fe2+ .

11. Sambandet n(e-)⋅F = I⋅t ger att ( )n e FtI

− ⋅= . Katodreaktionen är Cu2+ + 2 e- → Cu(s), vilket

ger molförhållandet n(e-) = 2⋅n(Cu) = 2⋅100kg/(63,55 g/mol) = 3,147⋅103 mol. Tiden t beräknas

till 3 43,147 10 9,65 1010

t ⋅ ⋅ ⋅= ≈ 3,0⋅107 sek vilket motsvarar ca 351 dagar dvs 50 veckor.

12. Katodreaktionen är Al3+ + 3 e- → Al(s), vilket ger n(Al) = 1/3⋅n(e-). Substansmängden

elektroner ges av F

tIen ⋅=− )( , t = 1 dygn = 24⋅3600 sek, I = 75000 A vilket ger

4

75000 24 3600( )3 9,65 10

n Al ⋅ ⋅=⋅ ⋅

= 22,4⋅103 mol.

m(Al) = 22,4⋅103 mol ⋅ 27,0 g/mol ≈ 600 kg.

13. I elektrolyten finns H3O+, Cl- och H2O.a) +b) Vid katoden sker en reduktion: 2H3O+ + 2e- → H2 + 2 H2OVid anoden sker en oxidation: 2 Cl- → Cl2 + 2e-

Totalrektionen blir: 2 H3O+ + 2 Cl- → H2 + Cl2 + 2 H2O

14. : Redoxparet är O2 /H2O2 har Eo = 0,682 V och redoxparet MnO4-/Mn2+ har Eo = 1,51 VDessa redoxpar kan finnas i en galvanisk cell där redoxparet MnO4-/Mn2+ blir pluspol.Vid pluspolen sker en reduktion: MnO4- + 8 H+ + 5e- → Mn2+ + 4 H2OVid minuspolen sker en oxidation: H2O2 → O2 + 2 H+ + 2e-

Cellreaktionen blir: 2MnO4- + 5H2O2 + 6 H+ → 2 Mn2+ + 5O2 + 8 H2O vilket är den spontanareaktionen.Svaret är alltså att reaktionen är spontan åt vänster.

15. I elektrolyten finns Na+, Cl- och H2O. I vattenlösning kan metalliskt natrium inte bildas.Vid katoden sker en reduktion: 2 H2O + 2e- → H2 + 2 OH-

Vid anoden sker en oxidation: 2 Cl- → Cl2 + 2e-

Totalrektionen blir: 2 H2O + 2 Cl- → H2 + Cl2 + 2 OH-

Om i stället anoden hade varit av koppar hade anodreaktionen blivit: Cu(s) → Cu2+ + 2e- .Redoxparet Cu2+/Cu har Eo = 0,34 V och redoxparet Cl2/ Cl- har Eo = 1,36 V

- 21 -

16.a) I elektrolyten finns Cu2+, Br- och H2O.Vid katoden sker en reduktion: Cu2+ + 2e- → Cu(s)Vid anoden sker en oxidation: 2 Br- → Br2 + 2e-b) I elektrolyten finns K+, SO42- och H2O. Elektrolysen blir en sönderdelning av vatten.Vid katoden sker en reduktion: 2 H2O + 2e-→ H2 + 2 OH-

Vid anoden sker en oxidation: 2 H2O → O2 + 4 H+ + 4e-c) I elektrolyten finns Na+, OH- och H2O.Vid katoden sker en reduktion: 2 H2O + 2e-→ H2 + 2 OH-

Vid anoden sker en oxidation: 4 OH- → O2 + 2 H2O + 4e-.

17. a, b och c är sanna.Vid katoden sker en reduktion: Cu2+ + 2e- → Cu(s)Vid anoden sker en oxidation: Cu(s) → Cu2+ + 2e-

18. Vid katoden sker en reduktion: 2 H+ + 2e-→ H2Vid anoden sker en oxidation: 2 H2O → O2 + 4 H+ + 4e-

Totalreaktion: 2 H2O → O2(g)+ 2 H2(g)

n(H2) = 2⋅ n(O2) = 2⋅1/4⋅ n(e-) och FtIen ⋅=− )( . Detta ger n(H2) = 4 1

1 0, 25 15 6024 96,5 10

A sekC mol−

⋅ ⋅⋅ ⋅

⋅ ⋅ =

1,166⋅10-3 mol ⇒ n(O2) = 1,166⋅10-3/2 mol = 0,583⋅10-3 mol ⇒ n(total) = 1,749⋅10-3 mol.

Allmänna gaslagen P⋅V = n⋅R⋅T ger n R TVP

⋅ ⋅= . Med insatta värden erhålls

3

3

1,749 10 8,314 (273 30)76 10tot

V−⋅ ⋅ ⋅ +

=⋅

= 5,79⋅10-5 m3 = 5,79⋅10-2 dm3 = 57,9 cm3 ≈ 58 cm3.

19. Elementet får följande poltecken: - Zn(s) | Zn2+(aq) || Ag+(aq) | Ag(s) +Vid – polen sker en oxidation: Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-

Vid + polen sker en reduktion: Ag+(aq) + e- → Ag(s)Den strömdrivande reaktionen är Zn(s) + 2Ag+(aq) → Zn2+(aq) + 2 Ag(s)Zinkelektrodens massa minskar med 0,13 g vilket motsvarar 0,13 g/ (65,38 g/mol) = 2,0⋅10-3 mol.Under samma tid måste silverelektrodens massa öka med 2⋅2,0⋅10-3 mol. Massan silver blir2⋅2,0⋅10-3 mol⋅107,87 g/mol = 0,43 g.

- 22 -

Organisk kemi. (KEMA01) 1. a) Det finns fyra olika isomerer

Br

Br

Br

Br

BrBr

Br

Br 1,1-dibrompropan 1,2-dibrompropan 1,3-dibrompropan 2,2-dibrompropan

b) Det finns fem olika isomerer:

ClCl

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

1,1,1-trikloropropan 1,1,2-trikloropropan 1,1,3-trikloropropan

Cl

Cl

Cl

ClCl

Cl

1,2,2-trikloropropan 1,2,3-trikloropropan

2. CH2=CH-CH3 + Br2 → CH2Br-CHBr-CH3.

Produktens namn 1,2-dibromopropan med strukturen.

Br

Br

3. CH3-CH3 + Cl2 → CH2Cl-CH3 + HCl Produktens namn kloretan med strukturen Cl

4.

5. a) 2,3,4-trimetylheptan b) 3,3,5-trimetylhexan c) 2-metylpentan

d) 5-metyl-2-hexen e) 2-pentyn f) 1,1-dimetylcyklohexan g) 1-metyl-2-etylbensen

6. C5H12 + 8 O2 → 5 CO2 + 6 H2O

7. c) d)

- 23 -

8. a) b) c)

9. b) d)

10. d)

11. C7H16 + 11O2 → 7CO2 + 8H2O , 3,52 kg vatten 1 mol C7H16 ↔ 8 mol H2O. 1,00 kg = 1,00·103 g. M(C7H16) = 100,1 g/mol; n(C7H16) = 1,00· 103/100,1 = 9,99 mol. ⇒ n(H2O) = 8 · 9,99 = 79,9 mol. M(H2O) = 18,0 g/mol ⇒ m(H2O) = 79,9 · 18,0 g = 1,44 kg.

12. a)

cis-2-penten

trans-2-penten

b)

3-metyl-4-etyl-cis-1-hepten

13.

1-buten cis-2-buten trans-2-buten

2-metyl-1-propen

14.

a)

b) c)

d)

e)

- 24 -

15. a)

b) Cl

Cl

c) Br

Br

d)

e)

16. ,

4-metyl-cis-2-hexen 4-metyl-trans-2-hexen

Br

Br

2,3-dibrom-4-metylhexan

17. c)

18. Antag att det finns 100 g av ämnet. m(C) = 23,8 g; m(H) = 5,9 g; m(Cl) = 70,3 g.

n = m/M ⇒ n(C) = 23,8/12,0 mol = 1,98 mol; n(H) = 5,9/1,008 mol = 5,85 mol; n(Cl) = 70,3/35,5 mol = 1,98 mol. n(C) : n(H) : n(Cl) = 1,98 : 5,85 : 1,98 ≈ 1 : 3 : 1. Alltså blir den empiriska formeln CH3Cl.

19. 12,9 g C3H6Br2 motsvarar 12,9/ 201,8 = 0,0639 mol (n = m/M) Enligt reaktionsformeln blir n(C3H6) = 0,0639 mol. Molvolymen = 24,2 dm3/mol ⇒ V(C3H6) = 0,0639 · 24,2 dm3 = 1,55 dm3.

20.

Br

Br

21. a) 100 g CaC2 motsvarar 100/64,1 mol = 1,56 mol. Enligt reaktionsformeln är n(C2H2) = n(CaC2). Antalet mol etyn blir då 1,56 mol. b) Allmänna gaslagen P · V = n · R · T ⇒ V = n · R · T/P ⇒ V = 1,56 · 8,314 · 298/(100 · 103) = 0,0387 m3 = 38,7 dm3.

- 25 -

22. OH

OH

OH 1-pentanol (primär) 2-pentanol (sekundär) 3-pentanol (sekundär)

OH

OH

OH

2-metyl-1-butanol (primär)

2-metyl- 2-butanol (tertiär)

3-metyl- 2-butanol (sekundär)

OH

OH

3-metyl-1-butanol (primär)

2,2-dimetyl-1-propanol (primär)

23.

OH

OH

24. primära: b), e) sekundära: c) tertiära: a), d).

25. Det bildas 2-metylpropanal

O

26. a) först etanal (acetaldehyd) CH3-CHO, sedan etansyra (ättiksyra) CH3COOH

b) 3-metyl-2-butanon c) propansyra (propionsyra) CH3CH2COOH 27.

OH

OH

OH

OH

OH

OH 1,2-dihydroxibensen 1,3-dihydroxibensen 1,4-dihydroxibensen

b) 1,4-dihydroxibensen. Det är en symmetrisk molekyl. 28. CH3 – CH2 – O – CH3 etylmetyleter

- 26 -

29. O

OH O

OH

Butansyra (smörsyra) 2-metylpropansyra

30. De intermolekylära bindningarna är mycket starkare i etanol (vätebindningar mellan molekylerna) än i dimetyleter (dipol – dipol bindningar).

31. Substansmängden NaOH i 25,0 cm3 0,100 M är 0,0025 mol. Om syran är en-protonig, är substansmängden syra också 0,0025 mol vilket ger molmassan = 52 g/mol ( 0,130/0,0025). Om syran är tvåprotonig behövs dubbelt så stor substansmängd NaOH som syra dvs substansmängden syra är (0,0025/2) mol, vilket ger molmassan för syran = 104 g/mol. Med dessa förutsättningar kan man konstatera att alternativ c) är korrekt.

32. CH3CH2COOH + H2O qe CH3CH2COO- + H3O+

33. 2-pentanol och 3-pentanol

34. a) 2-hexanol och c) 2-metyl-1-butanol

35. a)

O

OH

OH O

O

+H+

+ H2O

b)

O

OH

OH O

O

+ H+

+ H2O

c)

OH

OOH

OH

OH

O

O

O

O

O

O

+H+

+ H2O3 3

36. C2H5COOC4H9 + OH- → C2H5COO- + C4H9OH

- 27 -

37. Reaktionsprodukterna är propansyra och etanol

O

OH

OH

38. a) etylpropanoat b) metylstearat c) propylmetanoat

39. a) pentyletanoat och butylmetanoat

b) CH3(CH2)3COOC5H11 och CH3(CH2)2COOC2H5

40. c) och e) är korrekta

41. Föreningen i a) är 2-metyl-1-propanol vilken oxideras i två steg: först till 2-metylpropanal och därefter till 2-metylpropansyra.

42. a) Aminogruppen –NH2 och karboxylgruppen –COOH b) Hydroxigruppen –OH och karboxylgruppen –COOH

43. a) Alkoholer b) etrar c) karboxylsyror d) aldehyder e) alkener f) omättade karboxylsyror g) estrar h) ketoner

44. a) –C=C– alkener b) –O– etrar c) –OH alkoholer d) aldehyder

O

H

e, g) estrar

O

O

f) ketoner

O

45. a) addition b) oxidation c) kondensation d) elimination e) substitution

f) addition g) kondensation

46.

O

OH

NH2

O

OH

NH2 O

OH

NH

O

NH2

alanin glycin

+

alanylglycin

H2O+

47.

NH2 NN

OH

O

R3O

HR2

H

O

R1

48. a) Glycerol och fettsyror b) monosackarider c) aminosyror

49. alternativ d) är korrekt

- 28 -

50. alternativ e) är korrekt

51. a), c), e)

52.

O

O

O

O

metyletanoat etylmetanoat

53.

O O O

dietyleter metylpropyleter metyl-isopropyleter

54. O

O

O

2-pentanon 3-pentanon 3-metyl-2-butanon

55. Kolvätet är C4H10 Molförhållandet kolväte : CO2 : H2O = 0,2 mol : 0,8 mol : 1,0 mol = 1,0 mol : 4,0 mol : 5,0 mol. Detta innebär 4 C och 10 H dvs C4H10.

56. a) Förening II är en aldehyd och kan reducera silverjoner till fritt silver. b) Förening II kan bildas genom oxidation av primär alkohol c) Förening I är en keton, vilken bildas genom oxidation av sekundär alkohol d) Förening IV kan förekomma i två optiskt aktiva former. Tredje kolatomen från vänster är en asymmetrisk kolatom. e) Förening III kan uppvisa cis-, trans-isomeri f) Föreningarna III och IV innehåller en dubbelbindning och kan addera brom.

- 29 -

Kinetik. (KEMA02, KEMA03)

1. Reaktionshastigheten för en homogen reaktion beror dels av de reagerande ämnenas natur,dels av yttre faktorer såsom de reagerande ämnenas koncentration, temperatur och eventuelltkatalysator.

2. Upplösningen kan påskyndas genom uppvärmning. Temperaturhöjningen ökarupplösningshastigheten per areaenhet av den fasta fasens yra. Upplösningen kan ocksåpåskyndas genom pulvrisering av saltet samt genom omrörning eller omskakning. Härigenomökas arean av gränsytan mellan den fasta fasen och lösningen.

3. Medelreaktionshastigheten definieras som [ ] [ ]

2 12 5 2 5

2 1

t tmedel

N O N Ov

t t

−= −

− där t1 är starttiden

och t2 är sluttiden. Med värdena insatta blir medelreaktionshastigheten32,08 2,33 1,32 10

189 0medelv −−= = ⋅

− mol N2O5⋅ dm-3⋅min-1 = 2,2⋅10-5 mol N2O5⋅ dm-3⋅min-1

b) Eftersom det enligt reaktionsformeln bildas dubbelt så många NO2-molekyler som N2O5-molekyler blir reaktionshastigheten dubbelt så stor dvs 4,4⋅10-5 mol NO2⋅dm-3⋅s-1.

4. Ordningen blir 1 + 1 = 2 dvs andra ordningen b) Ordningen blir 1 + 2 = 3 dvs tredjeordningen

5. Värdena från tabellen i uppgiften avsatta i ett diagram visas nedan. Den tid det tar för attpartialtrycket ska minska till hälften är ca 20 min dvs t½ ≈ 20 min.

P(N2O5) som funktion av tiden

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

0 20 40 60 80 100

t/min

P(N

2O5)

/Pa

Serie1

- 30 -

Documents

Stöduppgifter för kemi 1-30 hp...Stöduppgifter för kemi 1-30 hp Lund den 2007-08-13 Kemisk bindning. (KEMA00, KEMA02).....2Kemisk bindning (KEMA00, KEMA02) 1. a) Mellan HCl molekylerna