KEMI A: Skr. eksamen

Håber lidt de glemmer at komme en NMR-opgave i sættet.. Derudover er det en god ide at huske lommeregner.. Glemte jeg til terminsprøven:/ Smådumt..

hold da op jeg vil jeg både have reaktionsorden og NMR opgaver. Såan er vi jo så forskellige :D

RÅD: ja lommeregner, lineal, formelsamling og gamle opgaver

Har I ikke fået at vide, at man i "vis hvilken reaktionsorden reaktionen følger"-opgaverne skal prøve at fitte tallene til 0., 1. og 2. reaktionsorden, skrive R^2-værdien og tegne en graf for det fit, der passer bedst?
Det er mest derfor opgaverne er så kedelige.

Jeg har ikke noget imod NMR-opgaverne.

#3 - jo, bare lave en graf for enten 0., 1. eller 2. ordens reaktion, huske at vedlægge eller tegne en sktise af grafen og opskrive forskriften for funktionen med enheder..

Hvordan gik det så? Hvad synes I om sættet?

Blev lige afbrudt før.

Sættet kan ses her: http://us.uvm.dk/gymnasie/almen/eksamen/kemi.htm

Jeg synes sættet var svært.

Opg. 1 (mandelsyre) var standard, en gode opgave at begynde på.

opg. 2 havde to svære opgaver til sidst (især den næstsidste havde jeg problemer med. Fik sjusset mig frem til noget, synes det var frustrerende at svarene stod der, når man ikke kunne løse den selv). Hvordan løste I c'eren? Man skulle bruge grafen? Fik I d til noget med 15 bar?

Opg. 3 havde den famøse reaktionsorden-opgave (fik I også R^2-værdier, der lå meget tæt på hinanden? Hvilke orden fik I?), jeg kunne ikke få c til at give noget fornuftigt ([sucrose] fik jeg til 1,20 M, hvilket ikke giver mening, da koncentrationen bør blive mindre! Hvad fik I reaktionshastigheden til?). E_a fik jeg til noget med 104 kJ/mol, hvad fik I?

Opg. 4: De to første var ligetil. Hvad svarede I i c'eren? Jeg synes nemlig, at d'eren burde komme før? I NMR-spektret kunne jeg heller ikke få det 2. kemiske skift (ved 3,5 ppm) til at passe med tabelværdierne, så der gættede jeg bare :) Fik en ester.

Hej. Jeg var også op i kemi i dag. Og tjaa synes sættet var okay. Der var da nogle der var svære, men ellers var sættet okay.

Den med mandelsyre var meget god synes jeg. Og fik lavet det hele.

2: Jeg lavede ikke den sidste, for kunne slet ikke. Vidste slet ikk hva jeg skulle. Men b'eren fik jeg til 15,6L, og ved det skal være 1,56L, men jeg havde skrevet 0,63mol i stedet for 0,063 mol. :(

3: Jeg fik lavet det hele men det der var svært var den med Ea, for jeg vidste ikke hvordan jeg kunne finde v, men fik det til sidst til 208,139kJ/mol, men der var nogen fra klassen der sagde at de fik 104 som dig, men tjaa ved ikk om det rigtigt, synes bare ikke det rigtigt som de gør det. Men hvem ved.. vi får at se..
(fik ordenen til første-reaktionsorden).

4: Fik lavet det hele, og fandt også strukturformlen for sidste opgave.

Men i c'eren fik jeg skrev jeg følgende:
Da vi ved, at hvis man har en racemisk blanding, så er der lige meget af R- og S-formen, må det også betyde at når der dannes hindbærketon, så får vi dannet flere R-former. Eller vi får i hvert fald fjernet S-former. Disse S-former drejer lyset i en bestemt retning i polarisationsplan. R-formen har den modsatte effekt af S-formen, da den drejer lyset til den modsatte vinkel. Hvis man derfor har begge former i en opløsning vil vi ikke kunne se nogen drejning, da de har den modsatte effekt. Vi vil derfor ikke få nogen drejning af lyset. Vi ved, at der fjernes S-former, og det må til sidst betyde at der ikke er flere S-former tilbage når reaktionen er forløbet og der er dannet hindbærketon. Dvs. at lyset ikke vil drejes der til hvor S-formerne normalt drejer det til, netop fordi der ikke er flere S-former tilbage i blandingen. Hvis man derfor har en opløsning som man gerne vil undersøge, så skal man gøre dette ved hjælp af planpolarisation, hvor man sender lys igennem opløsningen. Bliver lyset ikke drejet, betyder det at der ikke er blevet dannet hindbærketon, hvis lyset derimod kun drejer til den ene side, må det betyde at der ikke er flere S-former tilbage, og hindbærketon er blevet dannet.

Er der ikke en som gider at skrive alle resultaterne? Tak.

Eller i det mindste deres bud på det :)

Jeg har bare overført resultaterne direkte fra word, og da jeg har brugt andre programmer til ligninger og grafer, så er der altså derfor nogen gange i opgaven hvor der står noget mærkeligt, men det er som sagt fordi bestemte ligninger samt at grafer ikke kan overføres hertil.

Opgave 1: Mandelsyre
a) Vi bestemmer først stofmængden, ved først at bestemme molare massen:
m/M = n
1,59g / ( (8*12,01) + (7*1,008) + (3*16) )g/mol = 0,0105mol
Da vi kender stofmængden og volumen kan vi bestemme stofmængdekoncentrationen:
n/V = c
0,0105mol / 0,1L = 0,105mol/L
Stofmængdekoncentrationen er dermed 0,105mol/L

b) Ud fra pKs for mandelsyren, som er 3,37 kan vi se, at mandelsyre er en stærk syre, og er derfor meget god til at afgive sine hydroner i denne vandige opløsning. Ud fra dette skal vi bruge følgende formel til beregning af pH:
pH = -log[H3O+] , hvor [H3O+] = [mandelsyren]
pH = -log(0,105mol/L)
pH = 0,9788

pH i den vandige opløsning af mandelsyre ved 25 grader er 0,9788.

c) Ud fra mandelsyrens struktur kan vi se, at mandelsyre indeholder en carboxylgruppe (-COOH), denne gruppe afgiver i vandige opløsninger hydronen (H-atomet) og bliver til COO-, og på den måde er mandelsyren opløselig i vand.
Da mandelsyre, som sagt, er en stærk syre, kan vi sige, at alle mandelsyre-molekylerne afgiver deres hydroner, fra carboxylgruppen, og dermed opløser sig selv i den vandige opløsning, uafhængigt af pH. Selv når pH er meget lille eller stor er der en stor stofmængdekoncentration af vand. Dermed er der også vandmolekyler i opløsningen, til at optage hydronerne fra mandelsyrens carboxylgruppe.
Til sidst kan vi konkludere at opløseligheden ikke vil være pH-afhængig.




Opgave 2: Brintpiller
a) Vi sætter følgende skema op, som vi udfylder:

MgCl2 + 6NH3 Mg(NH3)6Cl2
m 1g 2,0728g
M 95,23 g/mol 197,4140g/mol
n 0,0105mol 0,630mol 0,0105mol

Ud fra resultaterne i skemaet kan vi se, at hvis vi har 1,0g MgCl2(s) som vi blander med overskud af ammoniak, så kan vi ud fra dette max få 2,0728g Mg(NH3)6Cl2.

b) Da ammoniak i det her tilfælde er en gas, og da vi får angivet nogle værdier, som temperatur og tryk, kan vi komme frem til at vi skal bruge idealgasligningen:

T= 273+25 = 298 K,
Ud fra skemaet fra følgende opgave kan vi se at stofmængden er n= 0,630mol
R = 0,08314 (L*bar/(mol*K))
p = 1,0 bar

Da vi kender alle disse værdier, skal vi blot indsætte i formlen og beregne volumen V:
Her stod formlen for idealgasligningen, men den kunne ikke overføres hertil= 15,6087L
Volumenet af den mængde ammoniak, der forbruges ved 1,0bar og 25 grader er 15,6087L.

c) Vi ved, at ?HØ og ?SØ ikke er temperaturafhængige, og derfor kan vi tage et vilkårligt punkt på grafen, og i det her tilfælde vælger vi at tage P(306K, -15000J/mol)
For at vise at ?HØ = 55000J/mol og ?SØ = 229J/mol*K kan vi sætte værdierne for entalpien, entropien og temperaturen for punktet P i følgende formel:
?GØ = ?HØ – T*?SØ
?GØ = 55000J/mol – 306K*229J/mol*K
?GØ = -15074J/mol
Tilvæksten i den molare Gibbs-energi er -15,074kJ/mol, og ud fra punktet P kunne vi aflæse at tilvæksten i den molare Gibbs-energi var -15kJ/mol. Da disse to tal næsten er ens må
?HØ = 55kJ/mol og ?SØ = 229J/mol*K.

Vi kan se, at værdien for tilvæksten i entropien er 229, og dermed positiv. Da entropi er et mål for uorden i systemet, kan vi sige, at entropien stiger, og uorden i systemet stiger således også. Hvis vi betragter reaktionskemaet (II) på s. 2, kan vi se, at der ud fra et molekyle bliver dannet 5 molekyler. Dvs. at uorden i systemet stiger, og der er som vi kan se, flere molekyler i systemet nu.

d)



Opgave 3: Inversion af sukker
a) Vi kan ud fra reaktionsskemaet se, at et organisk molekyle bliver spaltet til to organiske molekyler under optagelse af vand. Sådanne reaktioner hvor et organisk molekyle ved optagelse af vand bliver spaltet til to organiske molekyler kaldes hydrolyse.

b)



Denne graf er for nulte ordensreaktioner (y=[sucrose] x=t).


Denne graf (?)er for første ordensreaktioner (y=ln[sucrose] x=t)

Næste graf er for anden ordensreaktioner ((y=1/[sucrose] x=t):

Da alle grafer er lineære skal vi kigge på usikkerheden som er ”correlation” i den firkantet boks der er i hvert koordinatsystem.
Nulte ordensreaktion: 0,9952
Første ordensreaktion: 0,9999
Anden orden2reaktion: 0,9972
Ud fra disse værdier kan vi se, at den graf der er den usikkerhed der er tættest på 1 er grafen for første-ordensreaktion.
Derfor kan vi sige, at reaktionsordenen med hensyn til sucrose for reaktionen er en første-ordensreaktion: v = k • [sucrose]1 ? v = k • [sucrose] , (hastighedsudtrykket)

Desuden er forskriften til grafen: y = -0,003509 * x -0,6939

c)
Reaktionshastigheden bestemmes ved hjælp af følgende formel:
v = k • [sucrose]
Da vi ved, at det er reaktionshastigheden til tiden 250 minutter kan vi bestemme koncentrationen af sucrose til dette tidspunkt:
ln[sucrose] = -0,003509 * t -0,6939
Vi indsætter nu 250 i stedet for t og får:
ln[sucrose] = -0,003509 * 250 -0,6939
ln[sucrose] = -1,5712
koncentrationen af sucrose er derfor:
ln[sucrose] = y ? [sucrose] = ey
[sucrose] = e-1,5712= 0,2078M

Nu mangler vi at bestemme k i hastighedsudtrykket, dette gøres således:
Forskriften til funktionen kan sammenlignes med udtrykket, således:
ln[sucrose] = -0,003509 * t -0,6939 ln[A] = -k*t + ln[A]

Dvs. at –k = -0,003509, og k må derfor være:
k = 0,003509min-1

Vi indsætter nu de kendte værdier i hastighedsudtrykket og får:
v = k * [sucrose]
v = 0,003509min-1 * 0,2078M
v = 7,29*10-4 min-1*M

Reaktionshastigheden til tiden 250 minutter er 7,29*10-4M/min


d) Da vi ved, at når temperaturen øges fra 25 til 30grader, så fordobles reaktionshastigheden, må følgende gælde:
v = k * [sucrose]
Vi vælger nu en reaktionshastighed på 2 og en koncentration på 0,5M:
2 = k * 0,5M => k1 = 4 , T=273+25 = 289K
Når nu temperaturen stiger til 30grader gælder følgende:
4 = k * 0,25M => k2 = 16 , T=273+30 = 303K
Vi kender nu følgende værdier:
k1, k2, T1 og T2, og vi kan derfor ved hjælp af følgende formel bestemme aktiveringsenergien:


Dermed har reaktionen en aktiveringsenergi på Ea = 208,139kJ/mol

Opgave 4: Hindbærketon
a) Når der er et C-atom som har 4 forskellige grupper findes stoffet i to spejlbilledeisomere, og i det her tilfælde er der et C-atom der har 4 forskellige grupper. Dette C-atom er markeret i bilag 2. C-atomet er markeret, og de 4 forskellige grupper er også markeret i bilaget.

b) Først begynder vi med at forklare det der er inde i parentesen:
4-hydroxyphenyl: Det betyder at der er en hydroxygruppe der sidder på det fjerde C-atom i benzenringen.
Hele denne gruppe (4-hydroxyphenyl) sidder på C-atom nr. 4 i den 4 C-atomer-lange carbonkæde. Derfor skal der som vi kan se stå et 4-tal foran (4-hydroxyphenyl).
Butan kommer af at der er 4 C-atom i carbonkæden, og buten-2-on, betyder at der er en keto-gruppe (også kaldet oxo-gruppe) på C-atom nr. 2. At -2-on står til sidst i det systematiske navn skyldes at en keto-gruppe er mere prioriteret end den anden gruppe (4-hydroxyphenyl).

c) Da vi ved, at hvis man har en racemisk blanding, så er der lige meget af R- og S-formen, må det også betyde at når der dannes hindbærketon, så får vi dannet flere R-former. Eller vi får i hvert fald fjernet S-former. Disse S-former drejer lyset i en bestemt retning i polarisationsplan. R-formen har den modsatte effekt af S-formen, da den drejer lyset til den modsatte vinkel. Hvis man derfor har begge former i en opløsning vil vi ikke kunne se nogen drejning, da de har den modsatte effekt. Vi vil derfor ikke få nogen drejning af lyset. Vi ved, at der fjernes S-former, og det må til sidst betyde at der ikke er flere S-former tilbage når reaktionen er forløbet og der er dannet hindbærketon. Dvs. at lyset ikke vil drejes der til hvor S-formerne normalt drejer det til, netop fordi der ikke er flere S-former tilbage i blandingen. Hvis man derfor har en opløsning som man gerne vil undersøge, så skal man gøre dette ved hjælp af planpolarisation, hvor man sender lys igennem opløsningen. Bliver lyset ikke drejet, betyder det at der ikke er blevet dannet hindbærketon, hvis lyset derimod kun drejer til den ene side, må det betyde at der ikke er flere S-former tilbage, og hindbærketon er blevet dannet.

d) S-formen drejer lyset til den ene side, mens R-formen drejer lyset til den anden (modsatte) side. Da de modvirker hinanden, bliver der ingen drejning af lyset, og disse to former tilsammen, og altså reaktantblandingen er altså optisk inaktiv. Produktblandingen har kun R-formen, og det betyder, at lyset kun bliver drejet til den ene side, og da der ikke er en S-form betyder det at drejningen ikke vil blive modvirket. Vi vil derfor kunne betragte en drejning af lyset. Derfor er produktblandingen optisk aktive.


e) Vi kan ud fra 1H NMR-spektret se, at der er 4 grupper af hydrogenatomer i molekylet, som har forskellige omgivelser. Dette kan ses som følge af, at der optræder 4 forskellige grupper af absorptionslinjer.
Vi starter med den gruppe af absorptionslinjer, som er fremkommet ved det laveste kemiske skift: Disse absorptionslinjer fremkommer ved ca. 1,0-1,6 ppm. Denne gruppe af absorbtionslinjer står for 3 hydrogenatomer, der er påvirket af 3-1=2 ”naboer” af H-atomer. Der er altså 3 omgivelsesmæssigt identiske H-atomer, som har 2 hydrogenatomer til ”nabo”. Hvis vi fortsætter på denne måde med at aflæse de andre grupper absorptionslinjer får vi:
1: d = 1,0-1,6: Der er 3 hydrogenatomer, der har 2 nabohydrogenatomer.
2: d = 3,4-3,7: Der er 2 hydrogenatomer, der har 0 nabohydrogenatomer.
3: d = 3,8-4,4: Der er 2 hydrogenatomer, der har 3 nabohydrogenatomer.
4: d = 7,0-7,6: Der er 5 hydrogenatomer, der har 0 nabohydrogenatomer.

4: Kan være en benzenring, da den indeholder 5 H-atomer som ikke har nogen nabohydrogenatomer. Dette er også typisk for benzenringe. Ud fra benzenringen, absorptionslinjerne og molekyleformlen kan vi komme frem til følgende stof:

Hmm og jeg som havde overvejet Kemi A! :S

GLEM DET!!

#11 De ting, man skal kunne, lærer man jo i løbet af året. Det er ikke uoverkommeligt efter et års undervisning.

er mandelsyre ikke middelstærk? den er da ikke stærk?

hvor ved du Mona fra at mandelsyre ikke er stærk.. den pks er ikke særlig høj og det betyder at den er stærk.

dens*

Du har ret!! Mandelsyre er middelstærk, da dens pks ligger i området mellem 0-4 - altså når 0<pks<4 er der tale om en middelstærksyre!

Ja mann.. du har sgu ret. Jeg ved ikke hvad jeg tænkte.. Det er selvf sådan at når pKs ligger mellem 0 og 4 så er det en middelstærk.

Sådan kunne I have lavet 2d:

Ligevægtskonstanten for reaktion II er K = p(NH3)^(4)

Beregn dG(standard) ved 400K og derefter K ved 400K af -dG(standard)=-RTlnK og isoler p i K.


Det er sådan, opgaven kan laves med de givne informationer. Dog er dS og dH altid temperaturafhængige, så disse skulle opgives ved en bestemt temperatur, hvorefter man kunne bestemme dG ved samme temperatur af dG=dH-TdS. Herefter kunne man bestemme K ved denne temperatur og korrigere K til 400 K ved hjælp af Vant Hoff Ligningen.

Men opgaven er lavet, så dS og dH er konstante - nærmere bestemt hhv. hældning og skæring for den rette linje

får i pH til at være 2,18 i 1b?

#18 Det passer ikke med grafen. Hvis man tegner den ud får en skæring som er negativ, og den skal være positiv??