Tentmen i llmän kemi 8BKG 0-0-, kl. 8 00-00 nsvrig lärre: Helen Herertssn 85605, 070-5669944 Lrs Ojmäe 880 Per-Olv Käll 070-0 67 04 50% rätt ger säkert gdkänt! Hjälpmedel: Miniräknre ch krt med peridisk systemet Mtiver ll svr med uträkningr eller dylikt. LYCK TILL! Uppgit ) (i) Nmnge öljnde öreningr med ders systemtisk nmn: NO Mg(NO ) FeCl (ii) nge kemisk rmlern ör öljnde öreningr: kliumsult krm(iii)xid ) (i) Hur mång elektrner i en tm kn h kvnttlet n? (ii) Vilken elektrnknigurtin hr en tm v grundämnet tenn (Sn)? (iii) Vilken tm hr minst rdie v grundämnen nedn? l Cs K P R c) Vd inneär Hunds regel?
Uppgit Betrkt mlekylern i) CO (där C är centrltm), ii) SO (där S är centrltm) ch iii) KrF (där Kr är centrltm). ) Rit Lewisstrukturern ör öreningrn vn med ngivnde v eventuell resnnsstrukturer. ) nge ungeärlig indningsvinklr ör vrder v öreningrn vn. c) nge m vrder v öreningrn vn hr eller sknr diplmment. d) Vilken typ v hyridisering hr Kr-tmen i KrF? Uppgit ) i) Till ett experiment ehövdes en lösning v N SO 4. Hur mycket sk mn väg upp ör tt ered 50 ml 0. M N SO 4? ii) Om mn utgående rån lösningen vn sk ered 00 ml 0.005 M N SO 4, hur mycket v lösningen måste mn då t? ) När ensen (C 6 H 6 ) regerr med rm (Br ) erhålls rmensen: C 6 H 6 Br C 6 H 5 Br HBr i) Vd lir det teretisk utytet m 0.0g ensen regerr med 65.0g rm? ii) Det prktisk utytet vr 56.7g. Vd lir då det prcentuell utytet? c) Sertnin är en signlsustns i hjärnn. Mlekylen hr en mlmss på 76 g/ml ch är uppyggd v 68.8 mss% C, 6.84 mss% H, 5.9 mss% N ch 9.08 mss% O. Bestäm mlekylrmeln. d) Skriv en lnserd rektinsrmel ör permngntjners rektin med klritjner i sisk miljö. Vid rektinen ilds mngndixid ch perklrtjner. MnO - 4 ClO - - MnO ClO 4 nge även vilket ämne sm ungerr sm xidtinsmedel. Uppgit 4 ) Vid ämnesmsättningen ryts gluks (C 6 H O 6 ) i närvr v syrgs (O ) ner till kldixid ch vtten. Beräkn vlymen CO (g) sm ilds vid nrml krppstempertur (7 C) då trycket är.00 tm m ödintget mtsvrr 4.65 g gluks.
) nvänd öljnde termkemisk ekvtiner ör tt eräkn stndrdildningsentlpin (i kj) ör Mg(NO ) (s), dvs entlpiörändringen sm åtöljer ildndet v Mg(NO ) rån de ingående grundämnen i ders stndrdtillstånd (Mg(s) N (g) O (g) Mg(NO ) (s)). nge även m rektinen är ex- eller endterm ch örklr vd det inneär i energihänseende. 8Mg(s) Mg(NO ) (s) Mg N (s) 6MgO(s) H 0 884 kj Mg N (s) Mg(s) N (g) H 0 46 kj MgO(s) Mg(s) O (g) H 0 0 kj c) Nvlucl är ett läkemedel sm ts mt sur mge. Läkemedlet innehåller l klciumkrnt ch mgnesiumhydrxid, vilk är sisk sustnser sm kn neutrliser mgsyrn (sltsyr). Vid ett tillälle skulle den syrreducernde örmågn hs en Nvlucltlett estämms genm en syrstitrering mt 0.000 M NOH. En Nvlucltlett sm vägde 0.960 g mrtldes till ett int pulver ch /6 v pulvret löstes i 00.0 ml 0.000 M HCl. De sisk sustnsern i läkemedlet regerde därmed med sltsyrn. Ett delprv (0.0 ml) v lösningen titrerdes med 0.000 M NOH ör tt t red på hur mycket syr sm nns kvr eter neutrlistinen vrvid 6. ml åtgick. Beräkn hur mycket HCl (uttryckt i mml) sm en Nvlucltlett kn neutrliser. (4p) Uppgit 5 ) Sker en utällning v CF m 0.00 M C(NO ) lnds med 0.00 M NF? K sp, ör CF är.9 0. Redvis hur du kmmer rm till ditt svr. ) Vilken/vilk v öljnde slter är mycket mer löslig i sur lösningr än i rent vtten? Mtiver ditt svr. ZnCO NCl CuBr B (PO 4 ) c) Beräkn ph i 0.00 M HF ch nge syrns prtlysgrd. K ör HF är 6.8 0-4. d) i) Beräkn ph i en uert sm estår v 0.55 M myrsyr (HCOOH) ch 0.6 M ntriumrmit (HCOON, myrsyrns slt). pk ör HCOOH.74. ii) Vd lir ph eter tillsts v 0.0 ml NOH till.0 l v uerten? Brtse rån eventuell vlymökning. e) För tt test kemistuderndes örmåg tt genmör ch tlk resulttet v en syrstitrering med ph-meter deldes öljnde svg enprtnig syrr ut till studentern: Nmn Frmel Mlmss (g/ml) pk prpinsyr CH CH COOH 74.08 4.87 smörsyr CH (CH ) COOH 88.0 4.8 trns-krtnsyr CH (CH) COOH 86.09 4.69 ättiksyr CH COOH 60.05 4.76
En v studentern löste 0.808 g v sin syr i vjnt vtten så tt lösningens ttlvlym lev 00 ml. Hel prvlösningen titrerdes sedn med 0.50 M NOH, vrvid öljnde titrerkurv erhölls: 0 9 8 ph 7 6 5 4 0 4 6 8 0 4 6 8 0 ml Vilken v syrrn vn hde vår student ått? Mtiver ditt svr. Uppgit 6 Thicillus errxidns är en kterie, sm år sin energi genm tt xider åde järn (rämst Fe ) ch svvel. Den ställer till strt esvär i slggmssrn kring l.. järngruvr, där den kn ge upphv till örsurning v grundvttnet. En typisk rektin är öljnde: 4FeS (s) 5O (g) H O(l) Fe (SO 4 ) (s) H SO 4 (l) Termdynmisk dt ör dess ämnen ges i tellen: Ämne H (kj ml ) (kj ml ) S (J K ml ) O (g) 0 0 05 H O(l) 86 7 70 FeS (s) pyrit 78 67 5 Fe (SO 4 ) (s) 58 6 08 H SO 4 (l) 84 690 57 ) vgör med hjälp v termdynmisk dt åt vilket håll rektinen vn är örskjuten vid 5 C. ) Är rektinen ex- eller endterm?
c) Ökr eller minskr entrpin, S 0, ör rektinen sm den är skriven? Är dett i så ll örväntt? d) (i) Beräkn den termdynmisk jämviktsknstnten, K, ör rektinen vid 5 C. (ii) Diskuter huruvid K ökr eller minskr m temperturen höjs. Uppgit 7 Sönderllet v dikvävepentxid, N O 5, sker med en : rdningens hstighetslg enligt N O 5 (g) 4NO (g) O (g) Vid ett experiment utört vid 55 C mättes kncentrtinen v kvävepentxid, [N O 5 ], sm en unktin v tiden, t, ch öljnde tell erhölls: t / s [N O 5 ] / ml dm 0 0.0750 60 0.058 0 0.058 80 0.047 40 0.070 00 0.08 ) Vis tt rektinen är v örst rdningen genm tt på lämpligt sätt vsätt dt ör kncentrtinen mt tiden. nvänd millimeterppper! ) Beräkn hstighetsknstnten, k, ch hlveringstiden, t /, ör rektinen. c) Kvicksilver är numer v miljöskäl ett örjudet ämne, även m kvicksilver rån rent tekniskkemisk synvinkel hr mång ördelr i lik smmnhng. Inte minst hr kvicksilver nvänts inm elektrkemi. Betrkt öljnde glvnisk, där symlern hr öljnde etydelse: sövergång (t.ex. rån lytnde till st), sltrygg, vrmed mens ett rrngemng, sm möjliggör vndring v jner rån den en elektrlyten till den ndr. Hg(l) Hg I (s) I (q, c M) Hg (q, 0.00 M) Hg(l) I åd hlvern vn ungerr således lytnde kvicksilver, Hg(l), sm elektrd. De två hlvsrektinern ch ders respektive nrmlptentiler (på engelsk stndrd reductin ptentils) är: E 0 (V) Hg (q) e Hg(l) 0.85 Hg I (s) e Hg(l) I (q) 0.04 (i) Vd är E 0?
(ii) Teckn ttlrektinen ör en. (iii) ntg tt c 0.075 M. Vd lir då ens EMK (E )? (Ledning: enligt Nernst ekvtin är ttlrektin.) E 0 RT E ln Q, där Q är rektinskvten ör ens nf
Linköpings universitet Institutinen ör Fysik, Kemi ch Bilgi (IFM) H U PV H U RT H S n H n gs (prdukt) ns (prdukt) G H TS G H T S Frmelsmling ör llmän Kemi Termdynmik deinitin v entlpi n (prdukt) ms m H (rektnt) (rektnt) deinitin v Gis ri energi 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 För jämviktsrektinen B... ee F... är K e { E} { F} { } { B} { } ktivitet... 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 O - syrknstnt K - 4 [ H O ][ OH ].0 0 (5 C) vttnets jnprdukt 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 ] [ ] [ H] - [ OH ] [ HB ] [ B] ph pk lg uertekvtinen H H O H O [ 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
E E E E E E - E, E Elektrkemi är nrmlptentiler (stndrd reductin ptentils) ör respektive hlv EMK (elektrmtrisk krt) RT E E lnq Nernsts ekvtin ör rektinen (ttlrektin) nf nfe RT ln K K termdynmisk jämviktsknstnt nfe [ ] [ ] 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 Klligtiv egenskper Rults lg ör idel lösning Ptt Pi Pi prtiell ångtrycket ör i [ ] H Henrys lg ΔT K cm kkpunktsörhöjning ΔT K cm ryspunktssänkning Π V nrt smtiskt tryck
Peridisk systemet** I II III IV V VI VII VIII 4 5 6 7 8 9 0 4 5 6 7 8 s-lck d-lck p-lck H.008 Li 6.94 N.99 9 K 9.0 7 R 85.47 55 Cs.9 87 Fr * () 4 Be 9.0 Mg 4. 0 C 40.08 8 Sr 87.6 56 B 7. 88 R * (6) Sc 44.96 9 Y 88.9 57 L 8.9 89 c * (7) Ti 47.87 40 Zr 9. 7 H 78.5 04 R * (6) V 50.94 4 N 9.9 7 T 80.9 05 D * (6) 4 Cr 5.00 4 M 95.94 74 W 8.8 06 Sg * (6) 5 Mn 54.94 4 Tc * (98) 75 Re 86. 07 Bh * (64) 6 Fe 55.85 44 Ru 0. 76 Os 90. 08 Hs * (65) 7 C 58.9 45 Rh 0.9 77 Ir 9. 09 Mt * (68) 8 Ni 58.69 46 Pd 06.4 78 Pt 95. 0 Ds * (7) 9 Cu 6.55 47 g 07.9 79 u 97.0 Rg * (7) 0 Zn 65.4 48 Cd.4 80 Hg 00.6 Uu 5 B 0.8 l 6.98 G 69.7 49 In 4.8 8 Tl 04.4 Uut 6 C.0 4 Si 8.09 Ge 7.64 50 Sn 8.7 8 P 07. 4 Uuq 7 N 4.0 5 P 0.97 s 74.9 5 S.8 8 Bi 09.0 5 Uup 8 O 6.00 6 S.07 4 Se 78.96 5 Te 7.6 84 P * (09) 9 F 9.00 7 Cl 5.45 5 Br 79.90 5 I 6.9 85 t * (0) He 4.00 0 Ne 0.8 8 r 9.95 6 Kr 8.80 54 Xe. 86 Rn * () 58 Ce 40. 90 Th.0 59 Pr 40.9 9 P.0 60 Nd 44. 9 U 8.0 6 Pm * (45) 9 Np * (7) 6 Sm 50.4 94 Pu * (44) 6 Eu 5.0 95 m * (4) -lck 64 Gd 57. 96 Cm * (47) 65 T 58.9 97 Bk * (47) 66 Dy 6.5 98 C * (5) 67 H 64.9 99 Es * (5) 68 Er 67. 00 Fm * (57) 69 Tm 68.9 0 Md * (58) 70 Y 7.0 0 N * (59) 7 Lu 75.0 0 Lr * (6) vgdrs knstnt N 6.067 0 ml Elektrnens lddning e.6077 0 9 C Frdys knstnt F 96485.09 C ml ( N e) Ljushstigheten i vkuum c.9979458 0 8 m s Plncks knstnt h 6.660755 0 4 J s Bltzmnns knstnt k.80658 0 J K Gsknstnten R 8.450 J K ml ( N k) 8.450 0 r dm K ml 8.0578 0 tm dm K ml 6.640 Trr dm K ml cl 4.84 J Å 0 0 m u /N g.66054 0 7 kg r 0 5 P 0.98767 tm tm.0 0 5 P Trr /760 tm.895 0 r ev.6077 0 9 J ( V e) 0 C 7.5 K *Rdiktivt grundämne med krt hlveringstid **Interntinl Unin Pure nd pplied Chemistry (IUPC), June 007