RÄTTELSER Övningsuppgifter

Transkript

1 RÄTTELSER Övningsuppgifter visar var rättelsen finns En behållare på 1,00 dm 3 innehöll från början 0,50 mol ammoniak. är reaktionen 2 3 (g) 2 (g) 3 2 (g) hade gått till jämvikt vid en viss temperatur fanns 0,60 mol vätgas i behållaren. Beräkna jämviktskonstanten Vid 700 o är jämviktskonstanten K 9,0 för reaktionen S 2 (g) 2 (g S 3 (g) (g) Man förde in 3, mol svaveldioxid och 3, mol kvävedioxid i en behållare på 1,00 dm 3. Sedan fick jämvikt ställa in sig vid 700 o. Vilken var substansmängden svaveltrioxid vid jämvikt? 3.23.* Vid K är jämviktskonstanten K 4,40 för jämvikten 2 (g) 2 (g) 2 (g) (g) Man blandar 1,00 mol av vardera vätgas, koldioxid, vatten och kolmonoxid i ett reaktionskärl med volymen 3,00 dm 3. Blandningen upphettas till K och jämvikt får ställa in sig. ur stor substansmängd av de olika ämnena finns i jämviktsblandningen? Ange uppbyggnaden av följande förening med symbolerna P i och S samt basernas beteckningar. P P 1 2 G a) Vilka baspar kan bildas i en DA-molekyl? b) Studera basparen i figur 13.8 i läroboken och se efter hur många vätebindningar som finns i de två basparen. Vilket av basparen tror du är starkast? 8.20.* Ange om följande reaktioner är additions-, eliminations-, kondensations-, substitutions- eller polymerisationsreaktioner. a) 6 5 Li 6 5 Li b) c) d) e) f) g) 3 3 ()() h) 3 S 3 2 Br 3 S 2 3 Br * Identifiera ämnena A, B,, D, E och F som bildas i följande reaktionsserier: Etanol konc. 2 S kondensation konc. 2 S elimination A B l 2 addition l elimination D polymerisation E polymerisation F

2 RÄTTELSER till övningsuppgifterna visar var rättelsen finns. m handen är riktad uppåt är svaret nyskrivet kpa pv nrt p nrt / V n( 2 ) m / M 16 g / 32 g mol 1 0,50 mol nrt 0,50 mol 8,31 J/(mol K) 291 K p( 2 ) V m 3 48, J / m 3 48, m / m 3 48, / m 2 48, Pa 48 kpa dm 3 syrgas Reaktionsformeln ger substans- mängdförhållandet n( 2 ) / n(s 2 ) 1/2, dvs. n( 2 ) 0,5 n(s 2 ). Då är enligt Avogadros lag också V( 2 ) 0,5 V(S 2 ) 0,5 40 dm 3 20 dm Koncentrationen hade varit dubbelt så stor för både och 2. Eftersom reaktionshastigheten är proportionell mot båda ämnenas koncentration hade reaktionshastigheten fyrdubblats. Kvävemonoxiden skulle ha bildats med hastigheten 4x mol/s. Exempel 1: [] a/v och [ 2 ] b/v. Då är v k [] [ 2 ] k a/v b/v kab/v 2 x mol/s Exempel 2: [] a/(v/2) 2a/V och [ 2 ] 2b/V ger v k [] [ 2 ] k 2a/V 2b/V 4kab/V 2 4x mol/s K 0,059 mol/dm 3 Pl 5 Pl 3 l 2 Substansmängd vid jämv. 5,00 13,8 208,5 137,5 Koncentration vid jämv. 5,00 13,8 208,5 3,0 137,5 3,0 Jämviktsekvationen är 2,98 71,0 2,98 71,0 3,0 mol mol/dm 3 [Pl 3] [l 2] K [Pl 5] ,8 2,98 208,5 3,0 mol/dm mol/dm K 137,5 3,0 71,0 3,0 5,00 3 mol/dm K 0,0586 mol/dm Vi antar att systemet A B D är en gasjämvikt. a) avsett om systemet är i jämvikt eller inte kan man skriva upp följande uttryck för ämnenas koncentrationer: [] [D] [A] [B] Kvoten mellan produkterna kallas för koncentrationskvoten och betecknas Q. m systemet är i jämvikt är kvoten Q lika med jämviktskonstanten K. b) ettoreaktionen är den reaktion som blir resultatet av de båda motsatta reaktionerna, alltså reaktionerna och. Vi antar att reaktion har hastigheten v 1 och reaktion hastigheten v 2. Då går nettoreaktionen åt samma håll som den snabbaste reaktionen med hastigheten v 1 v 2 i riktning och med hastigheten v 2 v 1 i riktning. c) m q K är systemet i jämvikt. m Q < K går nettoreaktionen åt höger tills jämvikt har uppnåtts. m Q > K går nettoreaktionen åt vänster tills jämvikt har uppnåtts a) Jämvikten förskjuts åt höger (nettoreaktion ) b) Jämvikten förskjuts åt vänster (nettoreaktion ) c) Jämvikten förskjuts åt vänster (nettoreaktion ) d) Trycket påverkar inte jämviktsläget e) Jämvikten förskjuts åt höger (nettoreaktion ) f) En katalysator påverkar inte jämviktsläget a) eutral lösning l saknar syrabasegenskaper eftersom l är en mycket stark syra. b) (Starkt) basisk lösning: S 2 2 S c) (Starkt) basisk lösning: P P 2 4 d) (Svagt) sur lösning: e) eutral lösning: l 4 saknar syrabasegenskaper eftersom l 4 är en mycket stark syra. f) (Svagt) sur lösning: Den hydratiserade järn(iii)jonen är en svag syra Fe( 2 ) Fe()( 2 ) g) Praktiskt taget neutral lösning: S 2 4 -jonen är en mycket svag bas (se tabell 4.3) a) Fe 2, c) Zn och e) 2 De ingår som redformer i redoxpar med lägre e o än 1,0 V. Redoxparen är Fe 3 /Fe 2, Zn 2 /Zn och / 2. För redoxparen Mn 2 / Mn 2, Mn 4 / Mn 2 och 2 / 2 är e o > 1,0 V a) En radikal är en partikel med en oparad (ensam) elektron. b) l och 3 2 c) ll energi l l 3 3 l 3 2 l 3 2 ll 3 2 l l osv. en kedjereaktion a) b) Vätejonen i I dras mot dubbelbindningen, dvs. I gör en elektrofil attack. Då bildas framför allt den sekundära karbokatjonen 3 ( 3 ) 2 därför att aktiveringsenergin är lägre för bildning av en sekundär karbokatjon än för en primär. c) Jodidjonen binds till den positivt laddade kolatomen i den sekundära karbokatjonen. d) 2 ( 3 ) 2 I 3 ( 3 ) 2 I 3 I( 3 ) 2 2-jod-3-metylbutan a) 0 b) 1 c) 2 d) 1 2

3 a) b) // // a) 3 2 b) c) a) b) c) a) 3 2 b) 3 2 c) a) 2 P c) edbrytningen sker i matspjälkningskanalen genom inverkan av enzymer i saliven, i magen och i början av tarmkanalen a) Med blodet till olika celler i kroppen, huvudsakligen i levern. b) Genom cellmembranet, via särskilda enzymer, s.k. pumpar, in i cellerna Se figur 11.2 i läroboken a) I andningskedjan b) 2AD 2 2 6ADP 6P i 2 2 2AD 6ATP ATP-molekylen består av en adeninrest, en ribosrest och tre sammankopplade fosfatrester a) Koenzym A, oa b) Acetyl-oA a) b) SoA 3 SoA a) b) / / 2 2 \\ \\ P a) Pyruvatjoner, 3 b) ellplasman (cytoplasman) a) Dihydroxiacetonfosfatet omvandlas till glyceral- dehyd-3-fosfat och går sedan in i glykolysen. Slutprodukten är pyruvat. b) 1 mol ATP och 2 mol (AD ) Först går det åt 1 mol ATP för att omvandla 1 mol glycerol till glycerol-3-fosfat. Sedan bildas 1 mol (AD ) när 1 mol glycerolfosfat oxideras till dihydroxiacetonfosfat. Det isomeriseras till glyceraldehyd-3-fosfat. Sedan bildas 1 mol pyruvatjoner genom de fem stegen i glykolysen. Då bildas 2 mol ATP och 1 mol (AD ). b) Kolvätekedjorna och är hydrofoba. Den högra delen i formeln ovan med fosfat- och etanolaminresterna är hydrofila a) xidation av näringsämnen. b) energi a) ellernas nedbrytning av näringsämnen. b) Reaktionerna då cellerna bygger upp nya ämnen. c) Den totala ämnesomsättningen, dvs. både de nedbrytande och de uppbyggande reaktionerna a) Kolhydrater, proteiner (och nukleinsyror, fast i mindre mängder). (Fetter är inte makromolekyler.). b) Monosackarider, aminosyror och peptider, fettsyror a) AD och FAD b) FAD tar bort 2 -atomer från gruppen 2 2 så att det blir en dubbelbindning mellan kolatomerna,. Sedan adderas en molekyl 2. Då bildas gruppen 2. Den oxideras av AD till en karbonylgrupp a) Det bildas en FAD 2 -molekyl per varv och (en AD-molekyl en -jon). b) Av en molekyl palmitinsyra, 15 31, bildas 7 molekyler FAD 2, 7 AD och 8 acetyl-oa. Det krävs 7 varv för att bryta ned en molekyl palmitinsyra i det sjunde varvet ger en kedja med fyra kolatomer två molekyler acetyl-oa. 3

4 fenylalanin pyrodruvsyra fenylpyrodruvsyra alanin a) 3AD 3 b) 1 FAD 2 c) 1 ATP d) a) Andningskedjan eller elektrontransportkedjan b) I mitokondriernas inre membran c) Proteinkomplexen sitter i ett membran som bildar ett mellanrum till yttermembranet. I komplex I oxideras en AD-molekyl till AD varvid två elektroner förs över till elektronbäraren koenzym Q och vidare till komplex III. Två -joner pumpas samtidigt från det inre rummet till membranmellanrummet. Komplex III (cytokrom c reduktas) pumpar två -joner till mellanrummet och för över elektroner via elektronbäraren cytokrom c till komplex IV (cytokrom c oxidas). Där lämnas elektronerna till reaktionen 2 2 e ½ 2 2. Samtidigt pumpas två -joner till mellanrummet. De sex -jonerna går tillbaka från mellanrummet till det inre rummet via ett stort membranprotein, ATP-syntas. Då frigörs energi så att tre ATP-molekyler bildas. (Komplex II är det membranprotein som tar upp elektroner från FAD 2 och lämnar dem vidare till komplex III). d) är sex -joner strömmar från mitokondriens membranmellanrum till dess inre genom ATP-syntas avges energi som används för att bilda ATP. 6 -joner ger 3 ATP-molekyler a) M 507 g/mol (för den oprotolyserade formen) Adenin, 5 5 5, M 135 g/mol, ribos, , M 150 g/mol, trifosforsyra, 5 P 3 10, M 258 g/mol. Vid sammankopplingen spjälkas 2 mol 2 av. b) a 117 kg ATP Det behövs ( / ) 2, mol ATP per dygn. Massan blir (2, ) g 117 kg a) Insulin b) Adrenalin (bildas när energi behövs snabbt) c) Brist på (verksamt) insulin för diabetes typ 1 eller ungdomsdiabetes, och brist på fungerande insulinreceptorer för diabetes typ 2 eller åldersdiabetes a) ATP och ADP. b) De bidrar med energi och väteatomer när glukos bildas i mörkerreaktionen. c) I kloroplasternas inre membran, dvs. i tylakoiderna. d) Det finns två fotosystem för ljusreaktionerna. Fotosystem II kan splittra vattenmolekyler till syreatomer, protoner och elektroner. Fotosystem I överför elektroner och protoner till ADP som reduceras till ADP. Båda systemen innehåller grupper som kan ta upp och avge elektroner och flera elektronbärare förbinder systemen med varandra. ADP används i mörkerreaktionen för att bilda glukos. Både FS I och FS II består av komplicerade membranproteiner med många peptidkedjor som sträcker sig över tylakoidmembranet. Fotosystemen har också grupper som kan förflytta protoner över membranet från dess utsida till insidan. Därigenom uppstår en protongradient över membranet. är den utjämnas frigörs energi, se uppgift e) Enzymkomplexet som är aktivt då vattenmolekyler spjälkas innehåller manganjoner (och antagligen kalciumjoner) ATP bildas när protongradienten över tylakoidmembranet utjämnas genom att protoner flödar genom ATP-syntetaset från membranets insida till dess utsida. Då frigörs energi som används för att bilda ATP av ADP och fosfat. Det blir ungefär två ATP-molekyler per elektronpar a) ADP är en slutprodukt. Det finns ett antal andra molekyler som är mellanprodukter i olika reaktioner, t.ex. Q 2. b) Vattenmolekyler spjälkas i väteatomer ( e ) och syreatomer och därefter används vätet till att reducera ADP. c) 2 ljusenergi 2 2e ½ 2 och ADP 2 2e ADP a) b) c) Ser-Gly eller SG d) 2 2 Förkortat Gly-Ser eller GS 2 e) Kondensationsreaktion a) Trypsin klyver peptidkedjan efter Lys och Arg. Därför får vi bitarna Ala-Asp-is-Lys, Val-Phe-Lys och Asn-Tyr-Gly-Gly där den sista är -terminal. b) Kymotrypsin klyver peptidkedjan efter de aromatiska aminosyrorna Phe och Tyr. Med kymotrypsin blir därför bitarna Ala-Asp-is-Lys-Val-Phe, Lys-Asn- Tyr och Gly-Gly, där Gly-Gly är -terminal Vi börjar med att konstatera att det finns 9 aminosyror i peptiden. Det är klart att peptiden slutar med Lys-Gly- Asn, eftersom Asn inte är en brytningspunkt för någon av enzymerna. Vidare finns sekvensen Ala-Tyr-Lys som bildat två av fragmenten. Från de två resterande fragmenten kan vi sluta oss till att sekvensen Lys-Val-Ser- Phe-Lys finns i peptiden. Den måste vara i mitten eftersom den börjar med Lys (vi fick ju inget fritt lysin med trypsin). Ala-Tyr-Lys är därför -terminal. Peptidens sekvens är Ala-Tyr-Lys-Val-Ser-Phe-Lys-Gly-Asn. Vi kan nu rita in de ställen där trypsin respektive kymotrypsin har spjälkat peptiden och konstatera att allt stämmer. 4

5 a) Vätebindningar mellan grupperna och på lämpliga avstånd i kedjan. b) För keratin framför allt med disulfidbryggor mellan cysteinrester i de parallella kedjorna. c) Med vätebindningar mellan grupperna och i de parallella kedjorna a) Substrat b) E S ES E P enzym substrat enzymsubstrat- enzym produkt komplex fta ingår flera substrat i reaktionen. Det kan också bildas flera olika produkter a) Adenin. Andra exempel är guanin, cytosin, uracil och tymin a). b) 13.6 a) b) En ribonukleosid är en förening som bildats av sockerarten ribos och en kvävebas. Ribonukleotiden bildas genom att ribonukleosiden bildar en ester med fosforsyra. c) Adenosinfosfat, dvs. en förening som bildats av ribos, adenin och fosforsyra. 5 P P P 1 1 b) a) b) G c) A P i S P i S S BS! Adenosin är en nukleosid Det finns fyra di-deoxiribonukleotider. Det kan bildas två 5-fosfater och två 3-fosfater: A G G A 5P i SP i S och 5P i SP i S respektive A G G A SP i SP i 3 och SP i SP i DA RA Sockerart: Deoxiribos Ribos Kvävebaser: A,, G och T A,, G och U Form: Dubbelsträng Enkelsträng Den normala β-kedjan har glutaminsyra i position 6. os personer med sickle-cell-anemi har β-kedjan i stället valin i position 6. Glu och Val har följande kodoner i mra-kedjan (se tabell 13.3). Glu har kodonerna 5GAA3 och 5GAG3. Val har kodonerna 5GUU3, 5GU3, 5GUA3 och 5GUG3. Eftersom DA-kedjan går i motsatt riktning mot mra-kedjan ska tripletterna i DA-kedjans gen läses i riktningen 3 5. Då blir motsvarande tripletter i DA-kedjan: för Glu: 3TT5 och 3T5. för Val: 3AA5, 3AG5, 3AT5 och 3A5. Felet i β-kedjan kan ha uppstått på två sätt. Mittersta T i 3TT5-tripletten kan ha bytts ut A. Den nya tripletten 3AT5 ger kodonen 5GUA3, dvs. aminosyran Val. Det kan också vara så att T bytts ut mot A i 3T5tripletten. Då får genen tripletten 3A5. Den ger kodonen 5GUG3 som också svarar mot aminosyran Val. är man bestämde bassekvensen i β-kedjan fann man att en normal β-kedja har tripletten 3T5 i position 6 medan den felaktiga β-kedjan har 3A5. Det är alltså denna mutation (en substitution) som ger sjukdomen sickle-cell-anemi. c) P 2 deoxitymidinfosfat 3 5