Räkneuppgifter. Lösningsberedning. 1. Vilka joner finns i vattenlösning av. a) KMnO 4 (s) b) NaHCO 3 (s) c) Na 2 C 2 O 4 (s) d) (NH 4 ) 2 SO 4 (s)

Transkript

1 BIOMEDICINSKA ANALYTIKERUTBILDNINGEN INSTITUTIONEN FÖR LABORATORIEMEDICIN SAROLTA PAP Räkneuppgifter Lösningsberedning 1. Vilka joner finns i vattenlösning av a) KMnO 4 (s) b) NaHCO 3 (s) c) Na 2 C 2 O 4 (s) d) (NH 4 ) 2 SO 4 (s) e) NaCH 3 COO (s) 2. Man behöver en lösning där koncentrationen av nitratjoner skall vara 0,4 mol/dm 3. Vilken lösning skall man välja? a) 0,4 molar Ca(NO 3 ) 2 b) 0,2 molar Fe(NO 3 ) 3 c) 0,2 molar Ca(NO 3 ) 2 d) 0,2 molar HNO 3 3. Redovisa beräkningar för beredning av: a) 150 g 5%-ig CuSO 4 -lösning, till förfogande finns det CuSO 4 (s) och dh 2 O. b) 150 ml 0,05 molar CuSO 4 -lösning till förfogande finns det CuSO 4 (s) och dh 2 O. c) 150 ml 0,05 molar CuSO 4 -lösning, till förfogande finns det CuSO 4 5H 2 O (s) och dh 2 O. 1

2 4. Man vill bereda 0,50 liter 0,20 molar lösning av det salt som finns i burken med nedanstående etikett. a) Skriv reaktionsformel för saltets upplösning i vatten. b) Hur många gram salt åtgår vid beredning av lösningen? c) Blir saltlösningen sur, neutral eller basisk? Svaret skall motiveras med en tydlig reaktionsformel. 5. Du har tillgång till kristalliserad magnesiumklorid, MgCl 2 6 H 2 O (s). a) Hur många gram åtgår för beredning av 250,0 ml 8, molar magnesiumkloridlösning? b) Beskriv hur Du går tillväga när Du bereder lösningen. c) Vilken blir magnesiumkloridlösningens halt uttryckt i massprocent? Lösningens densitet är 1,0 g/ml. 2

3 6. 32 gram KNO 3 löses i 168 ml vatten. Vattnets densitet är 1,0 g/ml. Övriga data finns i bilaga. a) Beräkna lösningens koncentration uttryckt i %. b) Beräkna lösningens molaritet. 7. Man gör en blandning av följande vattenlösningar: 5,00 ml 0,100 molar kalciumklorid 10,00 ml 0,050 molar kaliumklorid 15,00 ml 0,040 molar kalciumnitrat Beräkna de olika jonslagens halter i den slutliga lösningen. 8. Du skall bereda 500 ml 0,50 molar fosforsyralösning. Du har tillgång till koncentrerad fosforsyra vars etikett har följande utseende: FOSFORSYRA ca 85% dens. 1,75 g/cm 3 H 3 PO 4 a) Vilken molaritet har koncentrerad fosforsyra? b) Hur många ml koncentrerad fosforsyra åtgår för beredning av 500 ml 0,50 molar fosforsyralösning? 9. Koncentrerad salpetersyra innehåller 65% HNO 3 och har densiteten 1,40 g/cm 3. a) Beräkna molariteten för koncentrerad salpetersyra. b) 5,0 ml koncentrerad salpetersyra spädes med vatten till totalvolymen 250 ml. Beräkna molariteten för den utspädda salpetersyralösningen. 3

4 10. Hur mycket blod respektive fysiologisk koksaltlösning skall Du ta för att få: a) 100 ml lösning där blodet har spätts 1/100 b) 4,0 ml lösning där blodet har spätts 1/25 c) 10 ml lösning där blodet har spätts En stamlösning av ett färgämne har koncentrationen 0,20 mg/ml. Du skall göra spädningar från denna stamlösning. Fyll i tabellen nedan koncentration volym volym volym färdig lösning färdig lösning stamlösning vatten (mg/ml) (ml) (ml) (ml) 0, , , , Serum skall spädas 1/200. Detta serum är från början spätt 1/5. Hur mycket serum resp. fysiologisk koksaltlösning (= spädningsvätska) åtgår för att bereda 3,0 ml brukslösning? 13. Du behöver 25 g 50%-ig glycerollösning. Hur gör Du denna lösning? På etiketten hittar man följande information: [ ] HOCH 2 CH(OH)CH 2 OH FW Density 1.25 g/ml 99.5% 4

5 Syra/bas, buffert 1. I magsäcken varierar ph-värdet normalt mellan 1 och 2. Vilken vätejonkoncentration har man i magsäcken när magsaftens ph-värde visar 1,8? 2. Dygnsvolymen urin är 2 L. Urinens ph-värde är 6,0. Hur många mikromol vätejoner utsöndrar kroppen normalt under ett dygn? 3. 30,0 ml av en saltsyralösning med ph-värdet 1,50 blandas med 20,0 ml avjonat vatten. Blandningen spädes sedan Beräkna ph i den utspädda lösningen. 4. Barbituric acid, HC 4 H 3 N 2 O 3, is used to prepare various barbiturate drugs (used as seditatives). You have barbituric acid with the concentration 0.20 mol/dm 3. The value of K a is a) Calculate the concentrations of hydronium ion and barbiturate ion in the solution. b) What is the ph of the solution? 5. Kokain är en svag bas och betecknas nedan med B. En 5, M kokainlösning visar sig ha ph = 10,04. a) Komplettera den ofullständiga protolysformeln B (aq) + H 2 O (l) b) Beräkna K b för kokain. 6. Hur ändras ph-värdet hos en 0,001 molar saltsyralösning om 80,0 ml av denna lösning blandas med 20,0 ml 0,01 molar NaOH-lösning? 5

6 7. 10,0 ml fosforsyralösning med okänd koncentration titrerades, potentiometriskt, med 0,100 molar natriumhydroxidlösning. Nedanstående titrerkurva erhölls: a) Vad menar man med potentiometrisk titrering? b) Markera första och andra ekvivalenspunkten i titrerkurvan och avläs phvärdet. c) Använd titrerkurvan för att ange pk a1 och pk a2 för fosforsyra. d) Ange koncentrationen för fosforsyralösningen. 8. 0,200 gram av en enprotonig syra löses i 25,0 ml vatten. Lösningen titreras med 0,150 molar NaOH-lösning och följande titrerkurva erhålles (se separat blad) a) Beräkna syrans molmassa. b) Vilket är syrans pk a -värde? c) Förklara varför ekvivalenspunkten ej ligger vid ph=7,0. 6

7 7

8 9. Beräkna ph-värdet för en 0,10 molar natriumacetatlösning. K a (HAc)= 2 x Vilket ph-värde får en buffertlösning som bereds genom att man blandar 40 ml 0,1 molar natriumacetatlösning och 60 ml 0,1 molar ättiksyralösning? K a (HAc)= 2 x Vilken koncentration har denna buffert? 11. The equilibrium equations and K a values for the reaction systems are given below. NH + 4 (aq) + H 2 O (l) H 3 O + (aq) + NH 3 (aq); K a = H 2 CO 3 (aq) + H 2 O (l) H 3 O + (aq) + HCO - 3 (aq); K a = H 2 PO 4 (aq) + H 2 O (l) H 3 O + (aq) + HPO 2-4 (aq); K a = Which conjugate pair would be best for preparing a buffer with a ph of Why? 12. Man behöver 100 ml fosfatbuffert med ph-värdet 7,2 och koncentrationen 0,1 M. Vilken eller vilka av följande blandningar skulle passa? Motivera genom att lämna fullständiga beräkningar. a) 50,0 ml 0,1 molar NaH 2 PO 4 blandas med 50,0 ml 0,1 molar Na 2 HPO 4. b) Man löser 0,010 mol Na 2 HPO 4 (s) i 100 ml 0,050 molar NaH 2 PO 4. c) Man blandar 50,0 ml 0,20 molar Na 2 HPO 4 med 50,0 ml 0,10 molar HCl. 13. En buffertlösning bereddes genom att man löste 0,0200 mol propionsyra och 0,0150 mol natriumpropionat i vatten och spädde till 1,00 L. Beräkna a) ph-värdet i buffertlösningen b) ph-ändringen om man sätter 0,100 mmol natriumhydroxid till 100 ml buffertlösning. 8

9 14. Du skall bereda 1,0 liter karbonatbuffert med ph=10,0. Se bilaga. a) Redogör för hur Du bereder stamlösningarna. b) Redogör för hur Du bereder buffertlösningen. c) Ange buffertens koncentration. 15. Du skall bereda 600 ml fosfatbuffert med ph = 7,5 enligt recept som finns i bilaga. a) Redogör för hur Du bereder buffertlösningen med hjälp av färdigberedda stamlösningar. Volymer av stamlösningar, val av kärl och dylikt skall anges. b) Ange buffertens koncentration c) Beräkna buffertlösningens teoretiska ph-värde. d) Ange en trolig orsak till att det teoretiska ph-värdet avviker så mycket ifrån det praktiskt erhållna värdet. e) Fosfatbuffertens ph sjunker kraftigt om man tillsätter CaCl 2 (s). Giv en förklaring till detta med hjälp av Henderson-Hasselbalch ekvation 9

10 Biologisk energi 1. Vad är entalpi? Vad kännetecknar en reaktion där H < 0? 2. Ge exempel på någon process som kan ske spontant trots att värme ej avges. 3. Vad är entropi? 4. Hur definieras ändringen i Gibbs fria energi för en reaktion? Diskutera hur de ingående komponenterna inverkar på dess storlek. Vad kännetecknar en spontan reaktion? Hur definieras standardtillståndet? 5. Glukos omvandlas till etanol vid rumstemperatur enligt: C 6 H 12 O 6 (s) 2 C 2 H 5 OH (l) + 2 CO 2 (g) + värme a. Vilket tecken (+ eller - ) har H för denna reaktion? b. Vilket tecken (+ eller -) har S för denna reaktion? c. Är reaktionen endergon eller exergon? Motivera svaret! 10

11 6. Nedanstående diagram beskriver två olika reaktioner Ange för varje reaktion a) om G är större eller mindre än noll b) om det är en endergon eller exergon reaktion. Vilken av reaktionerna sker spontant? Hur påverkar enzymer ovanstående reaktioner? 7. Ange ΔG 0 -värdet för nedanstående reaktion Kreatin + ATP kreatinfosfat + ADP Delreaktionerna har följande ΔG 0 -värden: ATP + H 2 O ADP + P i ΔG 0 = -30,5 kj/mol Kreatinfosfat + H 2 O kreatin + P i ΔG 0 = -43,00 kj/mol 11

12 8. ATP sägs innehålla högenergibindningar. Förklara vad som menas med detta begrepp. 9. ATP kan hydrolyseras på två olika sätt. Vilka slutprodukter och hur mycket energi erhålls i respektive fall? 10. Betrakta nedanstående reaktion. Åt vilket håll, åt höger eller åt vänster, är det en reduktion? Är det energetiskt möjlig? Svaret skall motiveras med beräkningar! 11. Vilket ämne fungerar som oxidation respektive reduktionsmedel i nedanstående reaktion? Beräkna ΔG 0 för reaktionen. Är reaktionen spontan? Motivera svaret! 12

13 Svar Lösningsberedning 1. K + (aq), MnO 4 - (aq) Na + (aq), HCO 3 - (aq) Na + (aq), C 2 O 4 2- (aq) NH 4 + (aq), SO 4 2- (aq) Na + (aq), CH 3 COO - (aq) 2. c skall väljas. 3. a) 7,50 g CuSO 4 (s) + 142,50 g dh 2 O b) 1,20 g (1,197 g) CuSO 4 (s) vägs upp, löses i vatten och lösningens volym justeras till 150 ml. f) 1,87 g (1,873 g) CuSO 4 5H 2 O(s) vägs upp, löses i vatten och lösningens volym justeras till 150 ml. 4. a) KH 2 PO 4 (s) K + (aq) + H 2 PO 4 - (aq) b) 13,61 g (13,609 g) c) sur, H 2 PO 4 - (aq) + H 2 O (l) HPO 4 2- (aq) + H 3 O + (aq) 5. a) 4,066 g (4,07 g); c) < 1%. 6. a) 16%; b) 1,74 mol/l. 7. Ca 2+ : 0,037 mol/l; Cl - : 0,050 mol/l; K + : 0,017 mol/l; NO 3 - : 0,040 mol/l. 8. a) 15 mol/l b) 16,5 ml. 9. a) 14,4 mol/l b) 0,29 mol/l. 10. a) 1 ml blod + 99 ml fysiologisk koksaltlösning b) 160 µl blod + 3,84 ml fysiologisk koksaltlösning c) 2 ml blod + 8 ml fysiologisk koksaltlösning ml stamlösning + 19 ml vatten 5 ml stamlösning + 15 ml vatten 10 ml stamlösning + 10 ml vatten 15 ml stamlösning + 5 ml vatten µl serum och 2925 µl spädningsvätska ,563 g glycerol + vatten till 25 g. 13

14 Syra/bas, buffert 1. 15,8 mm. 2. 2,0 µmol. 3. ph = 3, a) [H 3 O + ] = [A - ] = 4,43 mm; b) ph = 2, a) B (aq) + H 2 O (l) HB + (aq) + OH - (aq); b) 2, ph-värdet ändras från 3,00 till 11, d) 0,10 mol/l. 8. a) 88,89 g/mol. 9. ph = 8, ph = 4,5; 0,10 mol/l. 11. H 2 PO - 4, HPO a och c. 13. a) 4,77; b) 4, c) 0,025 mol/l. 15. b) 0,05 mol/l; c) ph = 7,85. 14

15 Bilaga 15

16 16