TENTAMEN I KEMI TFKE16 (4 p)

HTML
DOWNLOAD

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "TENTAMEN I KEMI TFKE16 (4 p)"

Sven Göransson
för 6 år sedan
Visningar:

1 Linköpings Universitet IFM-Kemi. Kemi för Y, M. m. fl. (TFKE16) TENTAMEN I KEMI TFKE16 (4 p) Lokl: TER1. Skrivtid: Ansvrig lärre: Nils-l Persson, tel. 1387, lt (efter kl ). Stefn Svensson, tel lt Tillåtn hjälpmedel: Poänggränser: Räknedos, formelbld (bifogs tentmen), periodiskt system. Minst hlv ntlet poäng för godkänt.

2 Linköpings Universitet IFM-Kemi TFKE16 Formelsmling för llmän kemi för Y m.fl. Gslgr. P V = n R T Allm. gslgen P A = x A P tot Prtiltryck och molbråk n A x A = n Molbråk (även ndr fser) tot Ångtryck H vp P = P 0 exp R T Ångtrycks temperturberoende * P A = x A P A Roults lg för lösningsmedel. Kemisk jämvikt. A + bb +... pp + rr +... ( ) K = K R T p c n p { } { } { } { } r P R... = K Jämviktsekv. (Mssverkns lg) b A B... Smbnd K p - K c (gser) 2 H 2 H H [H 3 + ] [H ] = K w Vttnets jonprodukt ph + ph = pk w + + H 2 b + H 3 + b H3 = K Syrkonstnt b + H 2 + H H b = K b Bskonstnt ph = pk log b + Buffertekv. K K b = K w pk + pk b = pk w Smb. syr- - bskonst. A p B q (s) pa n+ + qb m [A n+ ] p. [B m ] q = K s Löslighetsprodukt Termodynmik. H = U + p. V H = U + R. T. n gs Entlpi G = H T. S G = H T. S (T = konst.) Gibbs fri energi { } { } A + bb +... pp + rr +... G G R T ln P p R r o... = + b A B... Vid jämvikt: G = 0 och G o = R. T. ln K Elektrokemi. G = n. F. E E cell = E + - E o R T E = E n F { } { ox} { } { } Rits med + till höger (formellt). red ln Nernst formel för hlvceller

3 Rektionskinetik. A + bb +... pp + rr +... r v = 1 d A 1 d P... dt = = p dt Rektionshst. ln A o = k t 1: ordn. A 1 1 = k t 2: ordn. lik konc. A A o E lnk = + R T lna Arrhenius ekvtion Konstnter. Elementrlddningen e 1, As eller C Avogdros konstnt N A 6, mol 1 Frdys konstnt F (= N A. e) 9, As. mol 1 Boltzmnns konstnt k 1, J. K 1 Gskonstnten R (= N A. k) 8,31451 J. K 1. mol 1 Plncks konstnt h 8, liter. br. K 1. mol 1 8, liter. tm. K 1. mol 1 6, liter. torr. K 1. mol 1 6, J. s Atomär mssenheten u 1, kg Elektronens mss m e 9, kg Tryckomvndlingr: 1 tm = 760 torr = 1,01325 br = P. Periodisk systemet.

4 Tentmen i Kemi, TFKE16, , kl ) Skriv kemisk formel för följnde två ämnen: Mngn(II)bromid och mmoniumvätesulft. b) Nmnge följnde ämnen: K 2 Se och P 2 3. c) Skriv rektionsformel för följnde rektion: unsten (Mn 2 ) i fst form regerr med sulfitjon i sur lösning vrvid det bilds tvåvärd mngnjoner och sulftjon. d) Förklr följnde begrepp gärn med ett exempel: i) Beer Lmberts lg ii) Grvimetri iii) Mollitet 2. ) Svvelsyr frmställs oft ur svvelhltig minerl. Dess är oft förorende v rsenik. Den svvelsyr mn får på dett sätt blir då förorend v rseniksyrlighet (H 3 As 3 ). Mn tr då bort föroreningen genom tt blås svvelväte genom den koncentrerde syrn, vilket gör tt rseniksulfid fller ut (2). Svvelväte frmställs på pltsen genom tt låt järnsulfid reger med svvelsyr (1): (1) FeS(s) + H 2 S 4 (q) H 2 S(g) + FeS 4 (q) (2) 3 H 2 S(g) + 2 H 3 As 3 (q) As 2 S 3 (s) + 6 H 2 (l) Hur mång grm 80 %-ig järnsulfid behövs om mn vill t bort ll rsenik ur 1000 kg utspädd svvelsyr som innehåller 0,01 % ren rsenik, räknt som As. (5 p) b) Den utspädd svvelsyrn som rendes i ) skulle sedn hltbestämms. Mn tog då ett prov på 10,0 cm 3 v syrn och förde över till en mätkolv på 200 cm 3 och spädde till märket. Av denn lösning tog mn 10,0 cm 3, stte till indiktor, spädde med lämplig mängd vtten och titrerde med 0,200 mol/dm 3 NH till omslgspunkten vid ph c. 7. Det gick åt 21,79 cm 3. Vilken vr hlten på den ursprunglig syrn? (5 p) 3 ) Ange elektronkonfigurtionen för järn(iii)-jonen (som 1s 2 2s n ). b) Vd innebär det tt två ämnen är isoelektronisk? Ange något ämne som är isoelektroniskt med kvävgs (N 2 ). BS! Det ämne du nämner skll inte vr ett grundämne. c) Vttenmolekylen är som beknt vinkld medn koldioxidmolekylen är linjär. Utred med hjälp v Lewisstrukturer och VSEPR-teori vrför de två molekylern hr de geometrier de hr. d) Vilken/vilk typ/er v hybridisering/r bör mn tänk sig hos centrltomern i de båd molekylern? e) Ange också om någon v molekylern hr dipolmoment. (1 p)

5 4. ) Tänk dig två vätetomer som närmr sig vrndr från ett mycket långt vstånd så tt en bindning utveckls. Rit upp en kurv med systemets potentiell energi som funktion v vståndet melln tomern. Sätt också ut bindningsvståndet. Vd är det som gör tt det inte slutr med tt det bilds en 2 He-tom? (4 p) b) Förklr skillnden för de båd vätetomern i ) melln konstruktiv och destruktiv interferens melln tomorbitlern. Vilken v dem ger upphov till en bindning? Utred i smmnhnget också vd som mens med ett nodpln och vr och i vilket fll det finns ett sådnt. (4 p) c) Vd är gitterenergin för ett joniskt slt? Ange vilken rektion som åsyfts för t.ex. NCl 5. ) p-bromfenylklorformit (A) regerr med silvernitrt (B) så tt 2-nitro-4-bromofenol (C), koldioxid och silverklorid bilds. Rektionen följdes med infrrödspektroskopi och mn fick följnde värden på koncentrtionen v p-bromfenylklorformit som funktion v tiden: (Rektion : A + B C + C 2 + AgCl ) tid (s) [A] (mmol/dm 3 ) 82,1 63,8 47,9 36,6 För båd rektntern vr strtkoncentrtionen 115 mmol/dm 3. Rektionen nts vr v 2: ordningen så tt r = k [A] [B]. Bestäm hstighetskonstnten. (6 p) b) Rit ett digrm med det regernde systemets potentiell energi som funktion v rektionskoordinten för en rektion A + B C + D. Sätt också ut ktiveringsenergin. Vi ntr tt rektionen sker i ett steg. c) Beskriv hur mn ur kinetisk mätningr med grfisk metod kn bestämm ktiveringsenergin och den pre-exponentiell fktorn (frekvensfktorn). 6. ) Beräkn ph i en 0,20 M lösning v mmonik (NH 3 ). För denn bs är pk b = 4,76 (4 p) b) Du skll gör en buffert med ph = 5,00. Vilken v följnde syror är bäst tt t som utgångskemiklie: Ättiksyr (pk = 4,76), myrsyr (pk = 3,76) eller slpetersyrlighet (pk = 3,15)? Motiver ditt vl. c) Mn stte fst klciumsulft (CS 4 svårlösligt) till en 0,100 mol/dm 3 lösning v ntriumsulft (lättlösligt, helt dissociert i vttenlösningen) och lät upplösningsjämvikten ställ in sig. Därefter uppmättes koncentrtionen v klciumjon till 2, mol/dm 3. Beräkn från dess dt löslighetsprodukten för klciumsulft i rent vtten.

6 7. Nmnge följnde föreningr -e: (10 p) b c H d e H Rit strukturen för föreningrn: f) Anilin g) Bensoesyr h) Toluen 8. Elimintionsrektion med inrmd lkylhlidförening sker enligt E2, dvs tt väte och brom eliminers i trnsdixil (180 ) konformtion med bs enligt figur nedn. ) Rit strukturen för den lken som bilds vid elimintion v den inringde föreningen. b) Ange den bildde lkenens nmn med (E) eller (Z). c) Den inrmde strukturen v lkylbromiden hr två stereocenter, nge dess som (R) och (S) tillsmmns med nmnet på lkylbromiden. H Et C C H CH 3 CH 3 H Bs Alken + Bs-H (10 p) 9.) Rit de fem enskild resonnsstrukturern v fenoltnjonen. (5 p) N b) Vilken v följnde krboxylsyror hr surst väte, ättiksyr eller klorättiksyr? Förklr vrför. (2.5 p) Cl H H c) Etnol och dimetyleter hr smm molekylvikt, men föreningrns kokpunkt skiljer sig vsevärt. Vilket bör h högst kokpunkt och vd är nledningen till dett? (2.5 p) 10.) Ange lämplig strtmteril A, B, C och D för följnde två rektioner: (5 p) A + B C + D H + / H 2 N forts. 10.b) näst sid.

7 10. b) Följer respektive substitutionsrektioner nedn en S N 1 eller en S N 2 meknism? Motiver kortfttt! (5 p) Cl RH R + HCl HCl Cl + H

Relevanta dokument

TENTAMEN I KEMI TFKE

Linköpings Universitet IFM-Kemi. Kemi för Y, M. m. fl. (TFKE09) TENTAMEN I KEMI TFKE09. 2006-10-16 Lokl: TER2. Skrivtid: 14.00 18.00 Ansvrig lärre: Nils-l Persson, tel. 1387, lt 070-517 1088. Stefn Svensson,