KEMIOLYMPIADEN 205, OMGÅNG 2, ANVISNINGAR TILL LÄRAREN Denna fil innehåller rättningsmall och fullständiga lösningar till uppgift 2-4. Filen (och eventuell utskrift) ska förvaras under sekretess till dagen efter provets genomförande. Filen Prov med bilaga och svarsblankett innehåller provtet samt svarsblankett. Filen (och eventuell utskrift) ska förvaras under sekretess och skrivs ut i erforderligt antal eemplar omedelbart före provet. Du ska i år endast poängsätta svaren på svarsblanketten. Använd den medföljande rättningsmallen för din bedömning. Du ska på varje deluppgift, om inget annat anges i rättningsmallen, antingen sätta full poäng eller sätta noll poäng. Sätt i tveksamma fall full poäng. Ange dina poäng i kolumnen "L". Ange totalsumman längst nere på sidan 2. Du ska inte skriva något i den skuggade kolumnen. Du ska som tidigare år föra in resultaten i rättningsprotokollet. Observera att du vid rättningen av svarsblanketten inte ska beakta de fullständiga lösningarna. De lösningar som ges i "Fullständiga lösningar till uppgift 2-4 är endast en service till lärare och elever. Svarsblanketten, de fullständiga lösningarna samt rättningsprotokollet skickas sedan som vanligt in till den centrala rättningsgruppen. Gruppen kommer därefter att göra en rangordning baserad på lärarens rättning. Alla prov med en totalsumma över ett visst poängantal kommer sedan att rättas och poängsättas utifrån de fullständiga lösningarna och de elever som då erhåller de högsta poängen går till final i Jönköping 7-8 april. Hur många prov som kommer att rättas centralt beror på hur poängbilden ser ut. Vi har tyvärr ingen möjlighet att utföra fullständig rättning av samtliga prov. Det är viktigt att du gör en korrekt rättning av svarsblanketten. Vi gör urvalet för den fullständiga rättningen enbart på den av dig rapporterade poängsumman. Det är därför viktigt att klargöra för eleverna betydelsen av att ange samtliga svar på svarsblanketten. När det gäller lagtävlingen kommer vi inte att utföra någon bedömning av de fullständiga lösningarna utan endast kontrollera lärarnas rättning av svarsblanketten. Lagresultatet baseras alltså endast på de på svarsblanketten angivna svaren. Ladda ned rättningsprotokollet från: www.kemiolympiaden.nu/wp-content/uploads/205/prov2/poang5_skolans%20namn.ls OBS! Spara protokollet på din hårddisk Fyll i alla uppgifter i rättningsprotokollet (ecelfilen) Namnge ecelfilen poäng5_skolans namn.ls Emaila filen till: tobias.sparrman@umu.se senast tisdag 7 mars. Skriv ut det ifyllda rättningsprotokollet (ecelfilen) och skicka in det per post tillsammans med den rättade svarsblanketten samt elevernas fullständiga lösningar senast tisdag 7 mars till: Tobias Sparrman Kemigränd 6 907 Umeå
RÄTTNINGSMALL TILL KEMIOLYMPIADEN 205, OMGÅNG 2 Namn: Födelsedatum: Skola: Hemadress: e-post: Uppg. Endast svar inga uträkningar Poäng L a b c d e 2 2 a b c d e 2 a b c d e 2 4 Densiteten är 4,0 g/cm 2 5 H = (+) 26 kj/mol 2 6 a b c d e 2 7 a b c d e 2 8 D E F G H 2 9 a b c d e 2 0 a b c d e 2 As 2 S + 28NO + 25H O + 2H AsO 4 + HSO 4 + 28NO 2 + H 2 O eller As 2 S + 28NO + 25H + 2H AsO 4 + HSO 4 + 28NO 2 + 8H 2 O a aldehyd eller keton. b alkohol eller aldehyd. + c d 2 innehåller en C=C dubbelbindning. minst CH -grupp i molekylen. + e f fyra olika substituenter på en och samma kolatom C=C dubbelbindning med en R-grupp (utöver H) på respektive kol +
2 g X 2 a (i) 0 OH + 2Cr + + H 2 O 2 2CrO 4 2 + 8H 2 O a (ii) 8H + + Fe 2+ + CrO 2 4 Fe + + Cr + + 4 H 2 O a (iii) 5Fe 2+ + MnO 4 + 8H + 5Fe + + Mn 2 + + 4 H 2 O b 9,0 % c *) m(cu + Ag) = 0,546 g (0% krom ger 0,540 g) 2 Koppar: Cu 2+ + 2e Cu n(e - ) = 2 mol d e *) Silver: Ag + + e Ag n(e - ) = mol Krom: Cr + + e Cr n(e - ) = mol n(e ) = 0% krom ger: + 2 (0,555 ) +,08 0 mol,88 66,55 + 2 (0,555 ) +,54 0 mol,88 66,55 f *) m(ag) = 0,8 g (0% krom ger 0,88 g) Masshalt Cu 0,2 % Masshalt Ag 60,8 % 4a (0% krom ger,4% resp. 58,6%) b c d 2 4b = 2 4c Vid V = 0 cm är ph =,00 Vid V = 80 cm är ph = 0,99 + 4d K (jämvikt ) = 2, 0 2 mol/dm 4e K (jämvikt 2) = 4 0 6 (mol/dm ) - 2 TOTALPOÄNG 55 *) c, e och f: Om annan kromhalt än 9,0% eller 0% använts som ingångsdata i dessa uppgifter sätter läraren 0p. Rättningsgruppen kommer att ge poäng i de fall korrekt svar erhållits utifrån använd kromhalt.
KEMIOLYMPIADEN 205, OMGÅNG 2, FULLSTÄNDIGA LÖSNINGAR TILL VISSA UPPGIFTER. Uppgift 2 (8 poäng) a) Isomerer som är aldehyder eller ketoner. p b) Isomerer som är alkoholer eller aldehyder. p c) En isomer som innehåller en C=C dubbelbindning. p d) minst CH -grupp i molekylen. p e) En isomer som har fyra olika substituenter på en och samma kolatom. p f) Isomer med C=C dubbelbindning med en R-grupp (utöver H) på respektive kol. p g) Förening A varken reduceras eller oideras Kan inte vara en alkohol, aldehyd eller keton. Det enda alternativet som kvarstår är en eter. Föreningen kan inte avfärga bromvatten Innehåller ej C=C dubbelbindning. Eftersom förening A saknar både C=C och C=O dubbelbindning måste den vara ringformad. Vidare, den ger ingen signal för tre protoner i H-NMR, den innehåller inget kiralt centrum och den uppvisar ingen cis-trans-isomeri Den cykliska föreningen kan inte bära vare sig en CH -grupp eller någon annan substituent. Förening A måste därför vara tetrahydrofuran. Uppgift (4 poäng) a) 0 OH +2Cr + +H 2 O 2 2CrO 2 4 + 8H 2 O 8H + + Fe 2+ 2 + CrO 4 Fe + + Cr + + 4H 2 O 5Fe 2+ + MnO 4 +8H + 5Fe + + Mn 2 + + 4H 2 O b) Total substansmängd Fe 2+ : (0,00 0,02500) mol = 2,50 0 mol n(mno 4 ) = c V =,44 0-4 mol. Överskott av Fe 2+ : 5 n(mno 4 ) =,72 0 mol Mängd Fe 2+ som reagerar med kromatjon: n(fe 2+ ) = (2,50 0,72 0 ) mol = 7,8 0 4 mol n(cr + ) = / n(fe 2+ ) = 2,6 0 4 mol. m(cr + ) = n M = (2,6 0 4 52,00) g = 0,05 g. I hela det ursprungliga provet (500 cm ) finns då: (500/50) 0,05 g = 0,5 g Masshalt krom i procent : (0,5/,500) 00% = 9,0% c) m(cu + Ag) = (,500 g 0,5 g ) 200/500 = 0,546 g d) Ag + + e Ag mol e Cu 2+ + 2e Cu 2 mol e Cr + + e Cr mol e p e) m(ag + Cu + Cr) = (200/500),500 g = 0,600 g m(cr) = 0,09 0,600 g = 0,054g, n(cr) = (0,054/52,00) =,08 0 mol n(ag) = (/07,87) mol, n(cu) = (0,546 )/6,55 mol, n(e ) = n(ag) + 2 n(cu) + n(cr) = +,08 0 mol 07,87 6,55 + 2 (0,546 ) 07,87 f) I t = n F ger 2,0 785 = ( 6,55 +,08 0 ) 96485 = 0,8 g m(ag) = 0,8 g m(cu) = 0,546 0,8) g ) = 0,65 g p
Masshalt Ag i % = (0,8/0,600) 00% = 0,2% Masshalt Cu i % = (0,65/0,600) 00% = 60,8% p Uppgift 4 (0 poäng) a) se svarsblanketten p b) Vid små tillsatser av H 2 A - ökar A proportionellt mot C(H 2 A - ). Vid V = 0 cm är A = 0,28, d.v.s. [FeA ] = 4,6 0-4 mol/dm. Tillsatt H 2 A - motsvarar då koncentrationen C(H 2 A - ) = 5,00 0-0 0 - /0,000 mol/dm = 5,0 0-4 mol/dm. Alltså är [FeA] C(H 2 A - ] motsvarande heltalet =. c) V = 0: [H + ] =,00 0-2 /0,000 mol/dm = 0,00 mol/dm, ph =,00 p V = 80 cm : [H + ] = (,00 0-2 + 2,00 0-4 )/0,000 mol/dm = = 0,02 mol/dm, ph = 0,99 p ph är alltså praktiskt taget konstant i hela mätserien. Bidraget till [H + ] från protolysen av H 2 A - i närvaro av stark syra är försumbart. d) V = 20,0 cm : A= 0,49 varav man beräknar [FeA] = 8,0 0-4 mol/dm Vidare är [Fe + ] =,00 0-4 /0,000 - [FeA] = 2,0 0-4 mol/dm [H 2 A - ] = 5,00 0-20,0 0 - /0,000- [FeA] = 2,0 0-4 mol/dm [H + ] = 0,00 mol/dm + 2 [FeA] = 0,02 mol/dm Insättning i jämviktsekvationen ger K = [H + ] 2 [FeA] / ([Fe + ] [H 2 A - ]) = 2, 0 2 mol/dm e) För komplekonstanten K gäller K = [FeA] / ([Fe + ] [A - ]) = K (K a2 ) - (K a ) - = 4 0 6 (mol/dm ) -