Side 4 - Hvad gør jeg forkert ved mine beregninger?

e)

Molaliteten af KCl er hvor mange mol KCl der er opløst pr. 1 kg vand. Da V_int netop er volumenet af en opløsning i 1 kg vand, så er m_KCl = n_KCl. Vi har derfor at

V_KCl = ∂V_int/∂n_KCl = ∂V_int/∂m_KCl

En differentialkvotient er jo bare hældningen af tangenten. Så du skal bare aflæse hældningen af den røde linje.

e)

De indsætter udtrykket for Δ_solH i van't Hoff-ligningen

dlnK/dT = (86,39-0,101T)/(RT²)  <=>

dlnK = (86,39-0,101T)/(RT²) dT  <=>

∫_lnK1^lnK2 dlnK = ∫_T1^T2 (86,39-0,101T)/(RT²) dT  <=>

ln(K₂/K₁) = ∫_T1^T2 (86,39/(RT²)) dT - ∫_T1^T2 (0,101/(RT)) dT  <=>

ln(K₂/K₁) =  86,39/R *(1/T₁ - 1/T₂) - 0,101/R * ln(T₂/T₁) 

ln(K₂/6,0) = 86,39*10³/8,3145*(1/298 - 1/275) - 0,101*10³/8,3145 * ln(275/298)  <=>

K₂ = 0,862 mg/ml

Så er det vel et eller andet med at urinsyren udfælder når temperaturen sænkes???

Den med piracetam:

c)

Δ_cU^o = Δ_cH^o - Δn_gasRT

Δn_gas er tilvæksten i antallet af gasmolekyler. På højre side er der 6 CO2 + 1 N2, altså 7 gasmolekyler. På venstresiden er der 7,5 O2. Altså er Δn_gas = 7 - 7,5 = -0,5

Du har så enthalpien i kJ/mol, men gaskonstanten i J/(mol*K):

Δ_cU^o = -3266,2 kJ/mol + 0,5 * 8,3145 *10^-3 kJ/(mol*K) * 298,15K = -3265 kJ/mol

Opgave 4

a)

Arbejdet w kan beregnes ud fra

w = -∫ P_ex dV

Ved konstant tryk p fås

w = -P_ex*ΔV

P_ex er 1 bar (= 10⁵ Pa).

ΔV er rumfanget af den fordampede gas minus startrumfanget. Men da startrumfanget er meget mindre end rumfanget efter fordampningen, sætter vi bare ΔV = V_g - V_l ≈ V_g.

V_g finder vi vha. idealgasligningen

V = nRT/p

V = 1 mol * 8,3145 J/(mol*K) * 373K / 10⁵ Pa = 0,03101 m³

Arbejdet bliver så

w = -10⁵ Pa * 0,03101 m³ = -3,101 * 10³ J

(Jeg ved ikke lige hvorfor de får et lidt anderledes resultat.)

b)

Man bruger 1. hovedsætning

ΔU = q + w

w har vi lige fundet, og q er den tilførte varme. Når en proces forløber ved konstant tryk, så er q = ΔH. Så q ved fordampning af 1 mol vand kan vi finde af Δ_vapH som 40,66 kJ/mol.

d)

Δ_vapS₃₇₃ = Δ_vapH₃₇₃/T

e)

Vi kender ΔH ved 373K og skal finde den ved 380K. Vi bruger formlen

ΔH(T₂) - ΔH(T₁) = ∫_T1^T2 ΔC_p dT

ΔC_p er for defineret som

ΔC_p = ∑νC_p(produkter) - ∑νC_p(reaktanter)

så vi har

ΔC_p = C_p,H2O(g) - C_p,H2O(l)

Så vi har

ΔH₃₈₀ = 40,66 *10³ J/mol + ∫₃₇₃³⁸⁰ (30,36 + 9,61*10^-3T - 75,4) dT  <=>

ΔH₃₈₀ = 40,66*10³ + [-45,04T + ½*9,61*10^-3T²]₃₇₃³⁸⁰  <=>

ΔH₃₈₀ = 40,37 kJ/mol

(Jeg tror der skal være et minus i eksponenten i den formel for C_p,H2O(g).)

a)

Osmolaliteten er molaliteten af samtlige partikler (molekyler + ioner) i opløsningen. NaCl bliver opløst til 2 ioner, så osmolaliteten af NaCl er det dobbelte af molaliteten. Så vi har

2 * m_NaCl = 0,300 mol/kg  <=>

m_NaCl = 0,150 mol/kg

b)

10 g vancomycin indeholder

10g / 1468g/mol = 6,81199*10^-3 mol molekyler

Da hvert molekyle bliver spaltet i ialt 3 partikler, har vi ialt

3 * 6,81199*10^-3 mol = 2,0436*10^-2 mol partikler

Når dette opløses i 100 g vand, bliver osmolaliteten

ξ = 2,0436*10^-2 mol / 0,100kg = 2,04*10^-2 mol/kg

Sidste opgave:

NaHCO3 →  Na⁺ + HCO3^-

Så vi har

0,005M Na⁺ (z = +1)

og

0,005M HCO3^- (z = -1)

H2CO3 sker der ikke noget med.

K2SO4 → 2 K⁺ + SO4^--

Så vi har

2*0,001M K⁺ (z = +1)

og

0,001M SO4^-- (z = -2)

Tusind tak for din kæmpe store hjælp. 

Jeg har lige nogle sidste spørgsmål på falderebet:

https://imgur.com/a/X2DDETV

Delspørgsmål d forstår jeg virkelig ikke hvordan de kommer frem til svaret. Jeg vil også gerne se, hvordan man  evt. når frem til det vha. CAS. 

Delspørgsmål e. Facit hænger slet ikke sammen med de tal de opgiver. Og derfor får man ikke samme svar. Hvordan skal det løses, og hvad er det rigtige svar?

2. spørgsmål: Hvorfor anvender de temperaturen 373K? Den fremgår ingen steder på opgavebeskrivelsen. 

3. spørgsmål: Hvorfor er vanddamptrykket mest stabil i det interval?

4. spørgsmål: Jeg har så svært ved at forstå hvad der foregå i den opgave. Og i delopgave e forstår jeg ikke hvordan de får de 2,41. Også de -42 kJ mol. Får når man regner det ud kommer der et positivt resultat. 

5. Spørgsmål: Jeg prøvede at regne massen ved at måle med lineal, og fik de værdier som fremgår, men deres facit siger noget andet. Jeg forstår slet ikke, hvad de gør...

Igen tusind tak for din hjælp gennem denne tid. Og det er selvfølgelig helt forståligt, hvis du ikke har tid til at besvare disse spørgsmål... 

Forstår du diagrammet? Temperaturen op ad y-aksen og på x-aksen har man fordelingen mellem aspirin og febuxostat. Mod venstre er der overvægt af febuxostat og mod højre er der overvægt af aspirin.

Ved tilpas lav temperatur er begge stoffer "frosset" dvs. på fast form (område IV).

Mod venstre er der så meget overvægt af febuxostat at væsken er mættet med det og der ligger fast febuxostat på bunden. (område I)

Mod højre er der så meget overvægt af aspirin at væsken er mættet med det og der ligger fast aspirin på bunden (område III).

Midt i mellem er der hverken overvægt af det ene eller andet, så væsken er ikke mættet med nogen af delene og der ligger ikke noget fast stof på bunden. (område II)

d) + e)

0,2 mol aspirin og 0,8 mol febuxostat giver en X_a på 0,2.

Punktet (0,2 , 140^oC) ligger i område I, dvs. der ligger fast febuxostat på bunden, og væsken ovenover er mættet med febuxostat.

Ved at gå vandret ud til højre fra punktet ud til skillelinjen mellem område I og II, finder vi X_A = 0,4. Dette er den X_A ved 140^oC hvor væsken lige præcis er mættet med febuxostat (og der ikke er noget fast febuxostat). Dvs. væsken over det faste febuxostat i vores opløsning har X_A = 0,4.

De 0,2 mol aspirin befinder sig alle i væskefasen. Så vi har

n_{aspirin,flydende} / (n_{febuxostat,flydende} + n_{aspirin,flydende}) = 0,4  <=>

0,2mol / (n_{febuxostat,flydende} + 0,2mol) = 0,4  <=>

n_{febuxostat,flydende} = (0,2 - 0,2*0,4)/0,4 = 0,3 mol

Så vi har

n_{aspirin,flydende} = 0,2mol  => m_{aspirin,flydende} = 0,2mol*180,2g/mol = 36g

n_{febuxostat,flydende} = 0,3mol  => m_{febuxostat,flydende} = 0,3mol*316,4g/mol =95g

n_{febuxostat,fast} = 0,8mol - 0,3mol = 0,5mol  => m_{febuxostat,fast} = 0,5mol*316,4g/mol = 158g

Dvs.

Masse af fast fase = 158g

Masse af flydende fase = 36g + 95g = 131g

d)

dlnK/dT = -ΔH/(RT²) = -(9,93 + 7,54*10^-3T) / (RT²) = -9,93/(RT²) + 7,54*10^-3/ (RT)

∫₁² dlnK = -9,93/R ∫_T1^T2 1/T² dT + 7,54*10^-3/R ∫_T1^T2 1/T dT

ln(K₂/K₁) = 9,93/R *(1/T₂ - 1/T₁) + 7,54*10^-3/R * ln(T₂/T₁)

T₂ er 310K, men jeg ved ikke lige hvad T₁ og K₁ er.

e)

In57 + HSA ⇔ In57-HSA

De bruger formlen

ΔG = ΔG^o + RT*ln(Q)

Det er aktiviteterne der skal indgå i Q:

a_In57 = [In57] / c^o = 0,8*10^-5M / 1,000M = 0,8*10^-5

a_HSA = [HSA] / c^o = 4,9*10⁵ M / 1,000M = 4,9*10⁵

a_In57-HSA = [In57-HSA] / c^o = 6,2*10^-5 M / 1,000M = 6,2*10^-5

(Der skal ikke enhed på aktiviteterne.)

Reaktionsbrøken er

Q = a_In57-HSA / (a_In57 * a_HSA)

Og så indsætter de bare i formlen.

Den med kogepunktsforhøjelsen:

T_b er kogepunktet for rent vand. Den er 100^oC = 373,15K.

ΔT_b er den forhøjelse af kogepunktet der sker når man tilsætter NaCl.

Den med ligevægtsvanddamptrykkene:

Stoffet findes i fire former:

vandfrit

med 1 H2O

med 2 H2O

med 6 H2O

Ved 0 ≤ P <0,86 mmHg kan stoffet kun være vandfrit.

Ved P = 0,86 mmHg kan stoffet skifte mellem 0 og 1 H2O-molekyle

Ved 0,86 < P < 2,01 mmHg kan stoffet kun have 1 H2O-molekyle

Ved P = 2,01 mmHg kan stoffet skifte mellem 1 og 2  H2O-molekyler.

Ved 2,01 < P < 8,35 mmHg kan stoffet kun have 2 H2O-molekyler.

Ved P = 8,35 mmHg kan stoffet skifte mellem 2 og 6 H2O-molekyler.

Ved P > 8,35 mmHg kan stoffet kun have 6 H2O-molekyler.

Altså ligevægtsvanddamptrykkene er dér hvor stoffet kan skifte mellem to former. I mellem ligevægtsvanddamptrykkene kan stoffet kun være på en bestemt form.

Stoffet er altså stabilt på formen med 2 H2O-molekyler når trykket ligger mellem 2,01 og 8,35 mmHg. Og det skal være skarpe "<", ikke "≤".

Den med svovlsyre:

Der er givet en formel der kan give os ΔH for en proces hvor man opløser ren svovlsyre i vand.

Vi skal så finde en formel der kan give os ΔH for en proces hvor man tage en svovlsyreopløsning og så fortynder den.

Det figuren med pilene viser er at vi har

Δ_solH_{ren H2SO4→x2} = Δ_solH_{ren H2SO4→x1} + Δ_dilH_x1→x2

Dem med Δ_sol kan vi bruge formlen til. Den med Δ_dil er den vi skal finde. Ved at isolere Δ_dilH_x1→x2 får vi

Δ_dilH_x1→x2 = Δ_solH_{ren H2SO4→x2} - Δ_solH_{ren H2SO4→x1}

Ved at indsætte formlen får vi

Δ_dilH_x1→x2 = -38315x₂² + 115811x₂ - 75289 - ( -38315x₁² + 115811x₁ - 75289)  <=>

Δ_dilH_x1→x2 = -38315(x₂² - x₁²) + 115811(x₂ - x₁)

(De har vist bytte om på x1 og x2 i facit.)

e)

De har en opløsning med 960g svovlsyre med x1 = 0,800. Så finder de n(H2O) i denne opløsning da det skal bruges til at beregne x2 når opløsningen bliver fortyndet.

Det med minusset er vist fordi de i d) fik byttet om på x1 og x2. De har måske vidst at resultatet skulle give noget negativt og så bare sat et minus foran selvom de får noget positivt.

#70

e)

In57 + HSA ⇔ In57-HSA

De bruger formlen

ΔG = ΔG^o + RT*ln(Q)

Det er aktiviteterne der skal indgå i Q:

a_In57 = [In57] / c^o = 0,8*10^-5M / 1,000M = 0,8*10^-5

a_HSA = [HSA] / c^o = 4,9*10⁵ M / 1,000M = 4,9*10⁵

a_In57-HSA = [In57-HSA] / c^o = 6,2*10^-5 M / 1,000M = 6,2*10^-5

(Der skal ikke enhed på aktiviteterne.)

Reaktionsbrøken er

Q = a_In57-HSA / (a_In57 * a_HSA)

Og så indsætter de bare i formlen.

Den opgave går bare slet ikke op lige meget hvordan jeg skriver værdierne ind. Jeg har sat hele opgaven ind. Det samme sker med den samme type opgave fra et andet sæt. Ved virkelig ikke, hvordan jeg skal besvare den så jeg sikrer mig, at jeg får det rigtige svar altid.

https://imgur.com/a/0rUlPXh

Får også probelmer når jeg skal anvende van't hoff ligningen. Jeg følger ligningen, hvor jeg skriver 1/T2-1/T1, men ofte bliver svaret rigtigt kun hvis jeg bytter om på dem... 

-22,05*10³ + 8,3145*298,15*ln(6,7*10⁵/(4,9*10⁵ *0,8*10^-5)) =

-22,05*10³ + 2479,97*ln(170918,37) =

-22,05*10³ + 2479,97*12,049 =

-22,05*10³ + 29868,94 =

7818,94 J/mol =

7,82 kJ/mol

Den anden:

-19,03*10³ + 8,3145*298*ln(5,2*10^-4 / (4,9*10^-5 * 1,8*10^-5) ) =

-19,03*10³ + 2477,72*ln(589569,16) =

-19,03*10³ + 2477,72*13,29 =

-19,03*10³ + 32921,84 =

13891,84 J/mol

13,9 kJ/mol

van't Hoff:

Du kommer til at bytte om på temperaturerne når du indsætter talværdier.

ln(K₂/K₁) = -ΔH/R * (1/T₂ - 1/T₁)

Husk at den øverste K-værdi i brøken hører til den føste temperatur inde i parentesen, og den nederste K-værdi hører til den anden temperatur.

I opgaven har du K₃₁₀ øverst og K₂₉₈ nederst, så du skal have sat temperaturerne ind som (1/310,15 - 1/298,15).

Igen mange tak for din kæmpe hjælp. 

Jeg sidder med et andet fag, og prøver at løse nogle af disse spørgsmål. Kan du venligst kigge på dem, og hjælpe mig. De er vedhæftet her: 

https://imgur.com/a/genqvDf

5)

43 = 7/130 * x + 3/15 * y

1 = x + y

Gang nederste ligning med 3/15.

43 = 7/130 * x + 3/15 * y

3/15 = 3/15 * x + 3/15 * y

Træk så den nederste ligning fra den øverste.

43-3/15 = (7/130 - 3/15) * x  <=>

x = -292,8

og y findes som

1 = x+y  <=>

y = 1 - x

y = 293,8

16)

4,0 = 4,76 + log([CH₃COO^-]/[CH₃COOH])  <=>

[CH3COO-]/[CH3COOH] = 10^{4,0 - 4,76} = 0,17

26)

Du trækker 29 fra på begge sider i den første ligning og ganger den anden med 5/19.

-9 = 2/19 * x + 5/19 * y

5 = 5/19 x + 5/19 * y

Så trækker du nederste fra øverste.

-14 = (2/19 - 5/19) * x  <=>

x = 88,7

og så har vi

19 = 88,7 + y  <=>

y = -69,7

30)

n(HCL) = 3M * 0,012L = 0,036 mol

For at dette giver koncentrationen 1,25M, må det være opløst i et volumen V

0,036mol / V = 1,25 M  <=>

V = 0,0288 L = 28,8 mL

Der skal altså tilføjes 28,8 mL - 12 mL ≈ 17 mL

31)

C₁ = 5,2M, V₁ = 10,27mL, C₂ = 3,9M

Jeg tror det er lidt af en fælde. V₂ er ikke bare at lægge de 3,42mL tilsat vand til V₁. I kemi kan man ikke bare lægge to volumener sammen når man blander to forskellige væsker, da der godt kan ske en sammentrækning eller udvidelse. Men vi har at n(H3PO4) er konstant.

n(H3PO4) = C₁*V₁

n(H3PO4) = 5,2M*0,01027L = 0,053404 mol

Vi har så efter fortynding

C₂ = n(H3PO4)/V₂  <=>

V₂ = n(H3PO4)/C₂

V₂ = 0,053404 mol / 3,9M = 0,013493 L = 13,49 mL

3)

Jeg kender ikke lige denne type opgave, men jeg tror det er noget i stil med:

En isotonisk NaCl-opløsning er på 0,9% w/v, dvs. 0,009 g/mL NaCl.

10 mL isotonisk NaCl-opløsning indeholder 0,009g/mL * 10mL = 0,09 g NaCl

10 mL 1%(w/v) phenethanol-opløsning indeholder 0,01g/mL * 10mL = 0,1g phenethanol

Tallet i kolonne I udtrykker hvor mange g NaCl 1g af stoffet erstatter i osmotisk henseende. Vi har altså

0,1g phenethanol ~ 0,1g * 0,26 = 0,026 g NaCl

Der vi skulle have 0,09g NaCl for at opløsningen er isotonisk, mangler vi altså 0,09g - 0,026g = 0,064g

Kan det passe at det er sådan man gør?

9)

a)

15 mL isotonisk NaCl-opløsning indeholder 0,009g/mL * 15mL = 0,135g NaCl

Vi har så at 0,300g Manitol og x g sacharose skal svare til denne NaCl-mængde:

0,300*0,18 + x*0,10 = 0,135  <=>

x = 0,810g = 810 mg

(Du må lige være kritisk, for jeg har ikke prøvet den slags opgaver før.)

13)

0,200g / 200 mL = 0,00100 g/mL = 0,1% (w/v)

14)

Jeg tror at tallet i kolonne II udtrykker hvor mange g vand 1 g af stoffet skal opløses i for at få en isotonisk opløsning. Så vi har

0,5 * 44 = 22 g vand

22)

n(NaOH) er konstant.

n(NaOH) = 2M * 0,01500L = 0,03000 mol

Vi har så efter fortynding

0,03000mol / V₂ = 0,7 M  <=>

V₂ = 0,042857 L = 42,86 mL

Vi skal altså tilsætte 42,86mL - 15,00mL = 27,86 mL

36)

100 mL 19,2 mM HCl-opløsning indeholder

n(HCL) = 0,100L * 19,2*10^-3 M = 0,00192 mol

Vi skal altså bruge

x * 12M = 0,00192mol  <=>

x = 0,00016 L = 0,16 mL

Tusind tak for hjælpen. Jeg er virkelig stresset med de opgaver, og er stødt på denne her. Kan du se, hvordan de beregner koncentrationen (mg/mL) og M(mg) i det lille udklip fra excel?

Jeg har vedhæftet hele opgaven, og facit: https://imgur.com/a/b8yQ3k2

I figur 1 har de en sammenhæng mellem absorbans og koncentration: y = 10,267x + 0,0802. y er absorbansen og x koncentrationen. Så de beregner koncentrationerne ud fra A_korr. Den første finder de som

0,101 = 10,267x + 0,0802  <=>

x = 0,002025908

På samme måde i de øvrige rækker.

M findes med formlen

M = V_s * Σ_n=1ⁿ C_n-1 + C_n * V_t

Jeg kender ikke formlen, men jeg kan vist få det til at passe med at V_s er 1 mL og V_t er de 18,9 mL.

C_n er koncentrationen i den pågældende række, og det led med Σ skal forstås som summen af alle koncentrationerne i de overliggende rækker.

I første række har man

M = 0,002025908 * 18,9 = 0,038289666

I anden række har man så 

M = 1 * 0,002025908 + 0,04137528 * 18,9 = 0,784018701

I tredje række har man

M = 1 * (0,002025908 + 0,04137528) + 0,065238142 * 18,9 = 1,276402065

osv.