Uppgift 1 a) i) Namnge följande föreningar med deras systematiska namn: (3p) P 2 S 3 Ca(ClO 4 ) 2 CuBr 2

Transkript

1 Uppgit ) i) Nmnge öljnde öreningr med ders systemtisk nmn: P S 3 C(ClO 4 ) CuBr ii) nge kemisk rmlern ör öljnde öreningr: ntriumst mngn(iv)xid ) i) Hur ritler i en tm kn h kvnttlet n 3? (p) ii) Vilken elektrnknigurtin hr en tm v grundämnet titn (Ti)? (p) iii) Vilken tm hr minst jniseringsenergi v grundämnen nedn? (p) r Mg S Si Sr c) Vd inneär Pulis uteslutningsprincip? Uppgit Betrkt mlekylern eller mlekyljnern i) HCN (där C är centrltm), ii) NO (där N är centrltm) ch iii) PO 3 3 (där P är centrltm). ) Rit Lewisstrukturern ör öreningrn vn med ngivnde v eventuell resnnsstrukturer. (6p) ) nge ungeärlig indningsvinklr ör vrder v öreningrn vn. c) Vilken typ v hyridisering hr P-tmen i PO 3 3? (p) Uppgit 3 ) Inör en lrtin vill mn örered 50.0 ml M N SO 4 smt 50.0 ml M N SO 4. i) Hur mycket N SO 4 måste vägs upp ör tt ered 50.0 ml M N SO 4? ii) Hur mycket måste mn t v lösningen (0.300 M N SO 4 ) ör tt gör den ndr lösningen, 50.0 ml M N SO 4? ) Kliumjdid (KI) nvänds sm ksttillsktt ör ptienter sm riskerr tt drs v strum, en jdristsjukdm. KI kn ilds genm rektin melln vätejdid ch kliumvätekrnt enligt HI KHCO 3 KI H O CO.

2 i) Hur mång grm KI kn prducers m mn utgår rån 398 g HI ch 348 g KHCO 3? ii) Hur mycket ren prdukt ick mn rm m mn vid ett tillälle ick ett prcentuellt utyte på 90.8%? c) Elde ( vttenpest ) är en vttenväxt sm härstmmr rån Nrdmerik men sm trivts så r i viss eurpeisk lder tt den htt åttriken ch därmed ått nmnet vttenpest. Vid tsyntesen ilds gluks ch syrgs enligt 6 CO (g) 6 H O (l) C 6 H O 6 (q) 6 O (g) i) Vid ett experiment uppmättes vlymen O sm ildts v en viss mängd Elde till ml då trycket vr 743 Trr ch temperturen vr C. Hur mång grm gluks hde smtidigt ildts? ii) Hur hde trycket påverkts m temperturen i ehållren vrit högre? Mtiver. d) Fällningsrektiner kn nyttjs ör tt skilj ett slt rån ett nnt. Tänk dig tt du hr tillgång till lösningr v KCl, K SO 4, KOH ch KNO 3. Vilken v dess lösningr skulle du nvänd ör tt seprer ktjnern i öljnde lndningr? nge även vd den ildde ällningen estår v. (En jn sk lltså älls ut medn den ndr sk vr kvr i lösningen.) i) BCl ch NH 4 Cl ii) MgCl ch NCl Uppgit 4 ) Sulitjner kn reger med permngntjner i sur lösning vrvid sultjner ch mngnjner ilds enligt: SO 3 - MnO 4 - H SO 4 - Mn H O OBS! Olnserd rektinsrmel! Blnser rektinsrmeln ch eskriv vilken unktin ett xidtinsmedel hr. ) Beräkn ΔH 0 ör rektinen H S(g) 3O (g) SO (g) H O(l) med hjälp v stndrdildningsentlpier ur tellen nedn. nge även m rektinen är endterm eller exterm ch örklr hur du kn vgör dett. ΔH 0 (kj/ml) H O(l) -86 H O(g) -4 H S(g) - SO (g) -97 SO 3 (g) -396 S - (q) 33 CO (g)

3 c) Bestäm den empirisk rmeln ör det smärtstillnde ämnet kdein sm estår v 7.% C, 7.07% H, 4.68% N ch 6.03% O ch nge vd mer mn ehöver kunskp m ör tt t red på mlekylrmeln. d) Tletter innehållnde klciumkrnt (CCO 3 ) kn ges ör tt neutrliser mgsyr. Hur mycket klciumkrnt (uttryckt i mssprcent) nns i en tlett m en järdedels tlett kunde neutrliser 9.7 ml 0.5 M HCl ch en hel tlett vägde.00g? Vid rektinen ilds klciumklrid (CCl ), vtten ch kldixid. Uppgit 5 ) Beräkn ph i 0.0 M v den enprtnig syrn prpinsyr (HC 3 H 5 O, K ) vid 5 C. (p) ) i) Hur mång grm mmniumsult, (NH 4 ) SO 4, sk tillsätts till 00.0 ml M NH 3 (pk (NH 3 ) 4.75) ör tt ered en uert vrs ph 0.05? Brtse rån even-tuell vlymökning. ii) Vd lir ph i lösningen m 0 ml 0.50 M HCl tillsätts? c) Mn visste tt ett känt prv estd v en svg, enprtnig rgnisk syr, H. Vidre visste mn tt syrn måste vr en v öljnde yr: Nmn Frmel Mlmss pk -värde -nitrenl C 6 H 5 O 3 N 39. g/ml 7. B -xetnsyr CHOCOOH g/ml 3.46 C prpnsyr C H 5 COOH g/ml 4.87 D prpensyr C H 3 COOH 7.06 g/ml 4.6 För tt list ut vilken syr det känd prvet estd v löste mn g v prvet i 50 ml vtten ch genmörde däreter en syr-stitrering med 0.00 M NOH-lösning. nvänd titreringskurvn nedn ör tt identiier syrn. Redvis tydligt hur du går till väg! 8 ph ml

4 d) Påverks lösligheten ör K 3 PO 4 m ph sänks? Om lösligheten ändrs, nge m den ökr eller minskr ch örklr vrör. (p) e) Löslighetsprdukten ör järn(ii)hydrxid, Fe(OH), vid 5 C är Beräkn lösligheten (uttryckt i ml/liter) ör sltet i i) vtten ii) en uert med ph Uppgit 6 ) Minerlet cinner (HgS) hr en röd-rnge ärg ch nvändes örr sm rött ärgpigment v knstnärer. Ett prlem ör mång museer är tt gml tvlr missärgs ch mörknr. Dett hr kemister nyligen vist err på tt det ilds metlliskt kvicksilver på tvelytn när HgS långsmt ryts ner v lnd nnt UV-ljus. Vi kn nt tt ned rytningen sker enligt HgS (s) Hg (l) S (s) Vid kntinuerlig mätningr på en liten yt v en tvl uppmättes öljnde mängder HgS t (år) [HgS] µml/cm i) Med vilken srts kinetik (: eller : rdningens kinetik) sönderller HgS? Vis. ii) Hur mycket HgS nns på den studerde ytn v tvln när den vr nymåld (t 0 år)? iii) Eter hur lång tid hr ll HgS sönderdelts ch de röd prtiern på tvln lltså livit gråsvrt istället ör röd? ) Ozn, O 3, ryts ner v UV-ljus enligt O 3 (g) O (g) O (g) tt rener är ett ht mt vårt znlger är numer llmänt cceptert. Frener är inert, klrinnehållnde öreningr sm i strtsären sönderdels till lnd nnt klrtmer, vilk kn ktlyser nedrytningen v zn. En öreslgen meknism ör nedrytningen v zn med klrtmer är:

5 O 3 (g) Cl (g) O (g) ClO (g) ClO (g) O (g) O (g) Cl (g) (sn rektin) (långsm rektin) i) Vis tt denn meknism kn nts vr krrekt. (p) ii) Hur örhåller sig ktiveringsenergiern (E ) i de åd delstegen? Skiss ett energidigrm ör den öreslgn meknismen med energi på y-xeln ch rektinskrdint på x-xeln. Nedrytningen v zn är en exterm rektin. iii) Vrör kn vi säg tt Cl är en ktlystr i den öreslgn meknismen? (p) Uppgit 7 ) Den knske viktigste kemisk rektinen, ll ktegrier, är tsyntesen där grön växter syntetiserr syre ch gluks enligt 6 CO (g) 6 H O (l) C 6 H O 6 (s) 6 O (g) Följnde termdynmisk dt gäller: ΔH (kj ml - ) ΔG (kj ml - ) S (J K - ml - ) CO (g) H O (l) C 6 H O 6 (s) O (g) i) vgör med hjälp v termdynmisk dt åt vilket håll rektinen vn är örskjuten vid 5 C. ii) Är rektinen ex- eller endterm? Mtiver. iii) Ökr eller minskr entrpin ör rektinen sm den är skriven? Är dett vd mn väntr sig? ) En glvnisk cell knstruers med hlvceller där öljnde rektiner sker: l 3 3e - l Cr O 7-4 H 6e - Cr 3 7 H O E -.66 V E.33 V i) Vilken lir ktd- respektive ndrektinen? (p) ii) Vd lir E cell? (p) iii) Teckn cellens ttlrektin smt eskriv cellen med linjenttin.

6 Linköpings universitet Institutinen ör Fysik, Kemi ch Bilgi (IFM) Frmelsmling ör llmän Kemi H U PV H U RT H S n H n gs (prdukt) ns (prdukt) G H TS G H T S n Termdynmik deinitin v entlpi ms m H (rektnt) (rektnt) deinitin v Gis ri energi (prdukt) H m T S (rektnt) e { E} { F} { } { B}... För rektinen B... ee F... är rektinskvten Q... G RT ln K RT ln Q K Kemisk jämvikt termdynmisk jämviktsknstnt e { E} { F} { } { B} { } ktivitet... För jämviktsrektinen B... ee F... är K Mssverkns lg... Vid utspädd lösning resp. vid måttlig gstryck kn mn nsätt {(q)} [(q)] (M) ch {(g)} P (tm). För rent ämne gäller tt {}. Oserver tt ktiviteten, { }, liksm den termdynmisk jämviktsknstnten, K, sknr enhet. K p n ( RT ) gs K c Syrjämvikt H H K w O H 3 O - syrknstnt K - 4 [ H O ][ OH ].0 0 (5 C) vttnets jnprdukt 3 pk w ph poh 4.0 (5 Bsjämvikt B H O OH HB sknstnt K w w C) K K K pk pk pk - [ ] - [ H O ] [ ] 3 [ H] - [ OH ] [ HB ] [ B] ph pk lg uertekvtinen H H O H 3O [ H] m n Löslighetsjämvikt pbq (s) p qb löslighetsprdukt K sp [ ML n ] [ M] [ L] Kmplexjämvikt M nl ML n stilitetsknstnt K β n - m p n [ ] [ B ] q

7 E E cell cell E E E E - E, E Elektrkemi är nrmlptentiler (stndrd reductin ptentils) ör respektive hlvcell EMK (elektrmtrisk krt) RT Ecell Ecell lnq Nernsts ekvtin ör cellrektinen (ttlrektin) nf nfe RT ln K K termdynmisk jämviktsknstnt nfe [ ] [ ] cell cell 0 : e rdningens hstighetsekvtin kt ln[ ] ln[ ] [ ] [ ] e ln k (integrerd rm) : rdningens hstighetsekvtin t [ ] [ ] [ ] (expnentiell rm) [ ] d dt [ ] d dt kt (integrerd rm) kt Kinetik k k [ ] hlveringstid : rdningens hstighetsekvtin : rdningens hstighetsekvtin t k k e E RT kt E ln k ln R (integrerd rm) [ ] d dt k [ ] hlveringstid : rdningens hstighetsekvtin rrheniusekvtinen T (lgritmerd rm) P P X P Pi k H P ΔT K cm Π V nrt tt [ ] lg Klligtiv egenskper Rults lg ör idel lösning Pi prtiell ångtrycket ör i Henrys kkpunktsörhöjning ΔT K c smtiskt tryck m ryspunktssänkning

8 Peridisk systemet** I II III IV V VI VII VIII s-lck d-lck p-lck H Li 6.94 N.99 9 K R Cs Fr * (3) 4 Be 9.0 Mg C Sr B R * (6) Sc Y L c * (7) Ti Zr 9. 7 H R * (6) 3 V N T D * (6) 4 Cr M W Sg * (63) 5 Mn Tc * (98) 75 Re Bh * (64) 6 Fe Ru Os Hs * (65) 7 C Rh Ir Mt * (68) 8 Ni Pd Pt Ds * (7) 9 Cu g u 97.0 Rg * (7) 30 Zn Cd.4 80 Hg 00.6 Cn* 5 B l G In Tl *, *** 6 C.0 4 Si Ge Sn P Fl* 7 N P s S.8 83 Bi *, *** 8 O S Se Te P * (09) 6 Lv* 9 F Cl Br I t * (0) 7 *, *** He Ne r Kr Xe Rn * () 8 *, *** 58 Ce Th Pr P Nd U Pm * (45) 93 Np * (37) 6 Sm Pu * (44) 63 Eu m * (43) -lck 64 Gd Cm * (47) 65 T Bk * (47) 66 Dy C * (5) 67 H Es * (5) 68 Er Fm * (57) 69 Tm Md * (58) 70 Y N * (59) 7 Lu Lr * (6) vgdrs knstnt N ml Elektrnens lddning e C Frdys knstnt F C ml ( N e) Ljushstigheten i vkuum c m s Plncks knstnt h J s Bltzmnns knstnt k J K Gsknstnten R J K ml ( N k) r dm 3 K ml tm dm 3 K ml Trr dm 3 K ml cl 4.84 J Å 0 0 m u /N g kg r 0 5 P tm tm P Trr /760 tm r ev J ( V e) 0 C 73.5 K *Rdiktivt grundämne med krt hlveringstid **Interntinl Unin Pure nd pplied Chemistry (IUPC), 30 Mj 03 *** Hr ännu inte ått någt iciellt nmn