Kemi, HF00 Tekniskt Basår 9 högskolepoäng Kurskompendium För information om kursen: Kontakta amal.lahlou@sth.kth.se
Kurs-PM Kurs: Tentamen: HF00 Kemi på Tekniskt Basår KTH STH, Campus Haninge TEN1: 7 högskolepoäng Datum: KS Måndagen den mars. OBS! Formelsamling inte tillåten! TEN 1:1 Måndagen den 7 maj. Formelsamling tillåten! Ang. tentatider: Håll dig uppdaterad via skolans hemsida! Kom ihåg att anmäla dig till tentan på Mina Sidor! Tentamen består av två delar: Del 1: 0 poäng eller mer av 0 möjliga ger betyg E. Del : Rättas endast om del 1 är godkänd. Antal poäng som erhålls ligger till grund för betyget. Betygsgränserna fördelas enligt följande: Betyg E: 0- poäng Betyg D: -5 poäng Betyg C: 6-8 poäng Betyg B: 9-1 poäng Betyg A: 1-15 poäng Betyg på tentamen ger slutbetyg, under förutsättning att LAB1 är godkänd Laborationer: LAB1: högskolepoäng Fem obligatoriska laborationer. För varje enskild laboration krävs att man har med sig förberedelseuppgiften till laborationstillfället. Läraren bedömer på plats om förberedelseuppgiften anses seriöst gjord. Om inte får laborationen göras om vid senare tillfälle. Till laboration 1, och ska skriftlig rapport lämnas in senast fem arbetsdagar efter genomförd laboration. Sent inkommen rapport rättas inte och laborationen bedöms som ogjord. Om rapporten ska justeras ska detta göras inom fem arbetsdagar efter det att studenten fått tillbaka rapporten av läraren. Om läraren vid andra inlämningen inte kan godkänna rapporten har studenten återigen fem arbetsdagar på sig att justera rapporten. Blir rapporten inte godkänd vid denna tredje inlämning bedöms laborationen som ogjord och måste i så fall göras om. Skriv namn, klass och laborationsgruppsbeteckning på försättsbladet till rapporten. Ett restlaborationstillfälle finns vid kursens slut. Då kan de som av en eller annan anledning missat en laboration göra denna. Man får maximalt göra två laborationer under detta tillfälle. Student som vill göra restlaboration måste i förväg meddela sin lärare detta. Efter avslutad termin nollställs laborationskursen. Detta innebär att man efter genomförd första termin antingen är godkänd på laborationskursen, eller så har man inget gjort och måste göra om alla laborationer från början. Litteratur: Gymnasiekemi 1 (Andersson, Sonesson, Stålhandske, Tullberg) Liber. ISBN 978-91-7-08557-6 - Formler och tabeller (Björk, Brolin, Pilström, Alphonce) - Kurskompendium i kemi som kan laddas ner från www.bilda.kth.se under flikar: kemi och sedan teori
Kurskod HF00 kemi/basårskurs/9,0 hp Mål för kemikursen Efter avslutad kurs ska studenten kunna - genomföra experimentella undersökningar på ett ur säkerhetssynpunkt tillfredsställande sätt. - bearbeta, tolka och (såväl muntligt som skriftligt) redovisa resultat uppkomna ur experimentella undersökningar. - använda det periodiska systemet för att beskriva atomens byggnad och redogöra för likheter och skillnader mellan olika grundämnens egenskaper. - beskriva olika bindningstyper och kunna relatera olika ämnens egenskaper till aktuella bindningstyper. - förstå vilka bindningar som bryts och bildas vid olika typer av reaktioner. - skriva såväl enklare som mer avancerade reaktionsformler. - genomföra och förstå stökiometriska beräkningar utifrån givna eller egenhändigt skrivna reaktionsformler, men även andra enklare beräkningar. - använda begreppen oxidation och reduktion för att beskriva kemiska reaktioner. - beskriva vad som kännetecknar såväl starka som svaga syror och baser och dessutom ge några exempel på syror och baser. - redogöra för ph-begreppet och genomföra enklare ph-beräkningar. - genomföra neutralisations- och titreringsberäkningar. - förklara begreppen jämvikt och buffertverkan på ett kortfattat sätt. - kortfattat redogöra för några ämnesgrupper inom den organiska kemin. - tolka entalpiändringar vid kemiska reaktioner och genomföra enklare beräkningar på entalpiändringar. - förstå drivkraften för kemiska reaktioner utifrån entalpiändringsperspektiv. - beskriva, tolka och förstå några vanliga miljöeffekter ur ett kemiskt perspektiv. - använda kemi för att beskriva enklare saker i vardagliga och tekniska sammanhang. Innehåll Innehållsmässigt motsvarar kursen gymnasieskolans kurs Kemi 1. Examination TEN1 Tentamen, 7,0 hp, med betygsskalan A, B, C, D, E eller F. LAB1 Laboration,,0 hp, med betygsskalan E eller F. Slutbetyget ges om båda ovanstående moment är avklarade och då blir slutbetyget identiskt med betyget på TEN1.
Formelblad: Grundämnenas periodiska system (atomnummer, symboler och atommassor) 1 H 1,01 Li 6,9 11 Na,0 19 K 9,1 7 Rb 85,5 55 Cs 1,9 87 Fr () Be 9,01 1 Mg, 0 Ca 0,1 8 Sr 87,6 56 Ba 17, 88 Ra (6) 1 Sc 5,0 9 Y 88,9 *57 La 18,9 **8 9 Ac (7) Ti 7,9 0 Zr 91, 7 Hf 178,5 V 50,9 1 Nb 9,9 7 Ta 180,9 * 58 Ce 10,1 ** 90 Th () Cr 5,0 Mo 95,9 7 W 18,9 59 Pr 10,9 5 Mn 5,9 Tc (99) 75 Re 186, 60 Nd 1, 9 U 8,0 6 Fe 55,8 Ru 101,1 76 Os 190, 61 Pm (15) 7 Co 58,9 5 Rh 10,9 77 Ir 19, 6 Sm 150, 9 Pu () 91 9 Pa Np (1) (7) Gasernas allmänna tillståndslag... p V 8 Ni 58,7 6 Pd 106, 78 Pt 195,1 6 Eu 15,0 95 Am () = n R T 9 Cu 6,5 7 Ag 107,9 79 Au 197,0 6 Gd 157, 96 Cm (7) 0 Zn 65, 8 Cd 11, 80 Hg 00,6 65 Tb 158,9 97 Bk (7) 1 Allmänna gaskonstanten... R = 8, 1 J ( mol K ) Avogadros konstant... N A = 6, 0 10 mol 1 Den elektrokemiska spänningsserien: 5 B 10,8 1 Al 7,0 1 Ga 69,7 9 In 11,8 81 Tl 0, 66 Dy 16,5 98 Cf (9) 6 C 1,0 1 Si 8,1 Ge 7,6 50 Sn 118,7 8 Pb 07, 67 Ho 16,9 99 Es (5) 7 N 1,0 15 P 1,0 As 7,9 51 Sb 11,8 8 Bi 09,0 68 Er 167, 100 Fm (5) 8 O 16,0 16 S,1 Se 79,0 5 Te 17,6 8 Po (10) 69 Tm 168,9 101 Md (56) 9 F 19,0 17 Cl 5,5 5 Br 79,9 5 I 16,9 85 At (10) 70 Yb 17,0 10 No (56)...K,...Ba,...Ca,...Na,...Mg,...Al, Ti.Zn,...Fe,...Ni,...Sn,...Pb,...H,...Cu...Hg,..Ag,...Pt,...Au He,00 10 Ne 0, 18 Ar 9,9 6 Kr 8,8 5 Xe 11, 86 Rn () 71 Lu 175,0 10 Lr (57) 5
Preliminär kemiplanering för vårterminen 015 Läromedel: - Gymnasiekemi 1 (Andersson, Sonesson, Stålhandske, Tullberg) Liber. ISBN 978-91-7-08557-6 - Formler och tabeller (Björk, Brolin, Pilström, Alphonce) - Kurskompendium i kemi Datum: Avsnitt: Sidor i bok: Uppgifter: Vecka F1 Grundläggande kemiska begrepp 1-1 1.1-1.15 Ämnen och deras omvandlingar 1-1 1.1-1.15 F Atomerna - ämnenas byggstenar 15-1.1-. Grundämnenas släktskap -8.1-.5 F Grundämnenas släktskap -8.6-.1 Vecka F Kemisk bindning 1 9-66.1-.16 F5 Kemisk bindning 1+ 67-9 5.1-5.5 F6 Kemisk bindning 67-9 5.6-5.7 F7 Repetition av kap 1-5 1-98 Vecka 5 F8 Massa, substansmängd, molmassa 106-115 6.1-6. F9 Att skriva reaktionsformler och räkna 117-19 7.1-7.10 med mol. Ekvivalenta substansmängder F10 Formeln för en kemisk förening,överskott10-11 7.11-7.19 F11 Lösningars halt 1-18 7.0-7.8 Vecka 6 F1 Utfällningsreaktioner. Rapportskrivning 18-17 7.9-7.5 Laboration 1 Grupp 1 L1 Grupp L1 Grupp Vecka 7 F1 Stökiometri. Typexempel 106-17 F15 Repetition 10-17 7.1-7. F16 Gas, vätska eller fast ämne 150-156 8.1-8. F17 Gas, vätska eller fast ämne 156-160 8.-8.1 Vecka 8 F18 Repetition och presentation av labb L Grupp L Grupp L Grupp 1
Vecka 9 F19 Redox. Metaller. Spänningsserier och 177-18 9.1-9.11 repetition F0 Repetition Vecka 10 Måndag mars Kemikontrollskrivning 1-176 L Grupp L Grupp 1 L Grupp Vecka 1 F1 Syrabasreaktioner protonövergångar 196-06 10.1-10.16 F Syrabasreaktioner protonövergångar 06-18 10.17-10.8 F Syra, baser. Neutralisation, titreringar 18-10.9 F Kemin och hållbar utveckling och repetition 90 Vecka 1 L Grupp 1 L Grupp L Grupp F7 Energiändringar vid kemiska reaktioner 0-0 1.1-1.0 Vecka 1 F5 Entalpieändring och värme 1-5 1.1-1.5 F6 Energiändringar vid kemiska reaktioner -0 1.1-1.15 F7 Repetition Vecka 15 F8 Redox. Metaller. Spänningsserier 177-18 9.1-9.11 F9 Halogener. Oxidationstal 18-19 9.1-9. F0 Elektrokemi. Galvanism 58-66 1.1-1.7 F1 Elektrolys och repetition 67-7 1.8-1.9 F Kolföreningar, nomenklatur 197-11.1-11.9 F Kemiska klasser 197-11.10-11.1 Vecka 16 L5 Grupp L5 Grupp L5 Grupp 1 Vecka 17 F Repetition inför skrivningen 1-70 Datum: den 7 maj Kemiskrivning 1-70 Restlabb Restlabbar. Anmälan obligatoriskt Prova förlagets webstöd till läroboken, Gymnasiekemi A online, som du hittar under. www.liber.se/gymnasiekemi 7
Laborationsutrustning 1. Provrör. Provrörsställ. Provrörshållare. Separertratt 5. Vollpipett 6. Pipetteringsboll (peleusboll) 7. Mätcylinder 8. E-kolv 9. Mätpipett 10. Droppipett 11. Urglas 1. Kristallisationsskål 1 6 7 8 1 5 9 10 11 8
1. Sättkolv 1. Tvättflaska 15. Mätglas 16. Fraktionskolv 17. Vanna 18. Rundkolv 19. Bägare 0. Stativ 1. Pulvertratt. Filtrerställ. Tratt. Byretthållare 5. Byrett 5 0 1 15 1 17 19 18 1 16 9
6. Degel 7. Triangel 8. Trefot 9. Trådnät 0. Degeltång 1. Degellock. Sked. Provplatta. Mortel 5. Mortelstöt 6. Porslinsskål 7. Skyddsglasögon 8. Gasutvecklingsapparat 9. Sprutflaska 0. Kokring 1. Klämmare. Slangklämma. Muff 8 6 7 9 8 5 1 9 0 1 6 7 0 10
Att skriva laborationsrapport Disposition Försättsblad Sidhuvud* längst upp till vänster på försättsbladet: Ämne (t.ex. Kemi) Laborationsnummer (t.ex. Laboration 1) Datum (=datum då laborationen gjordes) Ditt namn Medlaborant: Ange klass *ska även finnas högst upp på varje sida i den fortsatta laborationsrapporten. Rubrik Mitt på försättsbladet skrivs rubriken med större typsnitt. Rubriken ska vara den samma som den som står i laborationsinstruktionen Följande sju rubriker ska finnas med: Inledning Definiera uppgiften samt presentera din eventuella hypotes som beskriver syfte med laborationen. En frågeställning som presenteras i inledningen ska besvaras under rubriken slutsats. Materiel och kemikalier Här anges använd laborationsutrustning och kemikalier. När man skriver i rapporten för första gången en använd kemikalie, ska man skriva både namn och kemisk beteckning i parantes. Utförande Beskriv hur du gjorde laborationen. Skriv inte av instruktionen. Använd följande tempusform: Ett magnesiumband fördes in i en gaslåga. Det är viktigt att skriva en sammanfattad text som anges i passiv form. Iakttagelser och slutsatser ska inte finnas med här. De kommer under senare rubriker. Primärdata Mätdata och iakttagelser presenteras helt obehandlat. Analys Tydliga beräkningar som är lätta att följa. Det är viktigt att koppla ihop teorin med era observationer i respektive labb. Det innebär att innan analys av era observationer ska ni skriva berört teoriavsnitt som ska användas vid tolkning av era observationer. Exempelvis för första 11
labbet ska ni skriva i början av analysen reagensreaktionerna och vilket ämne som bildas vid varje vit fällning och sedan koppla ihop respektive observation med berörd reagensreaktion. Eventuella diagram görs för hand enligt den standard som ni lärt er på en av datalektionerna i början av läsåret. Diskussion Rimlighet, felkällor med mera. Slutsats Övrigt Utgå ifrån uppgiften och besvara uppgiftens frågeställning. Rubriker av samma dignitet ska ha samma typsnitt och det ska skilja sig från den löpande texten. Använd rättstavningskontrollen innan du lämnar in rapporten! Tänk på att ange lämpligt antal värdesiffror! Kom ihåg enheter! Skriv kort inga uppsatser! Inlämning Rapporten lämnas till läraren (lärarfack finns på plan i R) senast fem arbetsdagar efter laborationstillfället. Senast fem arbetsdagar efter det att rapporten återlämnas ska icke godkänd laborationsrapport lämnas in igen i korrigerat skick. För sent inlämnad rapport innebär att laborationen betraktas som ogjord. Blir inte rapporten godkänd vid tredje inlämningen betraktas laborationen som ogjord. Det finns ett restlaborationstillfälle i slutet av kursen. Då får maximalt två laborationer göras. Mer info finns under rubriken Kurs-PM i början av detta kompendium! Tips När du fått en laborationsrapport godkänd. Spara den allmänna strukturen som en fil att utnyttja vid fortsatt rapportskrivande. Kom ihåg att uppdatera sidhuvud och rubrik. Plagiat Observera att du ska skriva laborationsrapporten helt och hållet själv. Att lämna in en rapport som helt eller delvis är skriven av någon annan innebär att man plagierar. Att plagiera är inte tillåtet. Vid misstanke om fusk är läraren skyldig att anmäla studenten till Disciplinnämnden på KTH. Om ärendet tas upp i Disciplinnämnden kan det leda till varning eller avstängning från studier. 1
Allmänt om laborationer För att tillgodogöra sig laborationerna är det är viktigt att vara påläst och oplanerade läxförhör kommer att genomföras innan man börjar laborera. För att få laborera måste man dels bli godkänd på läxförhöret dels medta respektive förberedelseuppgift till laborationstillfället som finns i kurskompendium. Senast fem arbetsdagar efter laborationstillfälle ska rapporten dels lämnas i lärarens fack, som finns på plan dels e-mailas till läraren. Rättade labbrapporter delas ut under lektioner. Senast fem arbetsdagar efter att rapporten återlämnades, ska icke godkänd laborationsrapport lämnas igen i korrigerat skick. Blir inte rapporten godkänd vid tredje inlämningen betraktas laborationen som ogjord. För sent inlämnad rapport innebär att laborationen betraktas som ogjord. Det finns ett restlabbtillfälle i slutet av kursen. Då får maximalt en laboration göras om. Om du behöver ställa frågor är du välkommen att ringa mig på 790 8 9 eller besöka mig på mitt rum 5069 eller e-maila mig på amal.lahlou@sth.kth.se Kemilaboration Identifiering av lösningar Stökiometri Oxidation och reduktion Titrering Vecka Läs dessa sidor i boken, dina föreläsningsanteckningar och utdelade kopior Förberedelse för kemilaboration 1, som finns på sida 1 Syror och baser s. 196-06 Utfällningsreaktioner s. 18-10 och reagens påvisar ett ämne s. 18-10 Syrabasindikatorer s. 0-07 Kemiska beräkningar s. 117-11 Beräkning substansmängderna s. 1-11 + sammanfattning s. 18 Exempel 7.1, 7., och 7. Salter och kristallvatten s. 7, 16-16 Gå igenom exempel 8.1 på s. 16 Gör följande uppgifter: Uppgifter: 7.5 och 7.6 s. 18 Läs följande avsnitt i läroboken: 177-19 Den elektrokemiska s. 181-18 Gå igenom exempel 9.1 s. 18 Gör följande uppgifter: Uppgift 9.7 s. 19 Läs följande avsnitt i läroboken: 196-07 En syra och en bas s. 197-0 Exempel 10. s. 15 Mängden titrering s. 1-18 Exempel 10. s 15 1
Bestämning av energiomsättning Läs följande avsnitt i läroboken: s. -50 och s 61 Beräkning av avgiven s. 7-0 Bestämning av systemets entalpiändring s. -5 Gå igenom exempel 1.1 s 7 och 1. s. 9 Gör följande uppgifter: Uppgift 1.11 s. 57 Förberedelse för kemilaboration 1: Identifiering av lösningar 1. Ni ska kunna namn och kemisk beteckning för de joner som är reagens på silverjoner respektive bariumjoner och vilka kemiska föreningar som bildas samt vilken färg får BTB i en vattenlösning som kan vara neutral, sur eller basisk. Joner som används i labbrapporten Sulfatjon: kloridjon: Natriumjon: SO, Nitratjon: Cl, + Na, Bariumjon: Bromtymolblått, BTB NO, vätejon: Ba +, Kopparjon: + H, hydroxidjon: + Cu OH och BTB är ett färgämne som ofta används för att i en vattenlösning indikera surhetsgrad, ph, där man utnyttjar att BTB byter färg beroende på hur pass neutral, sur eller basisk är vattenlösningen. Sura lösningar som t.ex. svavelsyra ( H SO ) ( H ( aq) och SO ( aq) i lösning) + och salpetersyra HNO ) ( H ( aq) och NO ( aq) ) + innehåller väldigt många ( + H ) av indikatorn BTB ( Basiska lösningar som t.ex. natriumhydroxid ( NaOH ) med + Na ( aq) och OH ( aq) och löst bariumhydroxid ( ( OH ) ) ( ) + ( Ba ( aq) och OH ( aq) ) tillsatts av indikatorn BTB Reagensreaktioner, innehåller väldigt många ( OH ) blir gula vid tillsatts Ba med blir blå vid 1
När en silvernitratlösning ( ) AgNO med ( Ag ( aq) och NO ( aq) ) + sätts till en lösning som innehåller kloridjoner Cl då bildas en vit fällning av AgCl. Silverjoner är reagens på kloridjoner och tvärtom silverklorid ( ) Tillsätter man en bariumkloridlösning ( BaCl ) med + ( Ba ( aq) och Cl ( aq) ) till en lösning som innehåller sulfatjoner ( SO BaSO. Sulfatjoner är bildas då en vit fällning av bariumsulfat ( ) reagens på bariumjoner och tvärtom En lösning innehållande kopparjoner ( Cu ( aq) ) + Identifiering av fem okända lösningar Vi har fem kemisk a föreningar att välja mellan: NaOH som är en stark bas 1. Natriumhydroxid ( ) ( Na ( aq) och OH ( aq) ) +,. Löst natriumklorid ( ). Svavelsyra SO. Salpetersyra har blå färg NaCl som är ett salt ( Na ( aq) och Cl ( aq) ) ) +, H som är en stark syra ( ) + ( ) H aq och SO ( ) aq + HNO som är en stark syra ( H och NO i lösning) och5. En lösning av kopparsulfat ( ) + ( Cu ( aq ) och SO ( aq )) Cu SO som är ett salt. Skydd Använd skyddsglasögon och skyddsrock!. Miljöaspekter Lösningar av bariumsalter, silversalter och kopparsalter innehåller joner av tungmetaller som är skadliga för miljön. Häll därför dessa lösningar i anvisat kärl som finns i dragskåpet! 15
. Utförande: Sammanfattande tabell Rita följande tabell Lösning BTB Silvernitrat AgNO Bariumklorid BaCl Observation A B C D E Vid en reaktion eller färgändring skriv direkt i berörd ruta vad som har skett notera eventuell färgändring på lösningen eller eventuell färg på fällningen. Om ingenting har hänt skriv då i berörd ruta. När Du/Ni skriver labbrapporten, under rubrik: Resultat infoga samma tabell. 5. Labbrapporten När Ni skriver labbrapporten ska Ni följa de avsiningar som har delats ut och de rekommendationer som har getts vid genomgång av en godkänd labbrapport. Labbrapporten ska vara välstrukturerad och med tydliga rubriker, så att det går att upprepa experimentet. Språket ska vara sammanfattad och i passiv form. Det är viktigt att koppla ihop teorin med era observationer/labbar och för första labbet ska ni t.ex. skriva vilket ämne som bildas vid varje vit fällning och koppla det ihop med berörd reagensreaktion. 16
Förberedelseuppgift inför kemilaboration 1 Namn: Klass: 1. Ange namn och kemisk beteckning på den jon som är a) är reagens på silverjoner? b) är reagens på bariumjoner? c) finns i sura lösningar? d) finns i basiska lösningar?. Vilken färg uppvisar BTB i: a) sur lösning? b) neutral lösning? c) basisk lösning?. 0,0 g silvernitrat löses i vatten. Den erhållna lösningen blandas med en natriumkloridlösning. a) Skriv reaktionsformel. b) Beräkna massan av den fällning som bildas. Redovisa en fullständig lösning! 17
Förberedelseuppgift inför kemilaboration Namn: Klass: Metallen antimon kan framställas ur antimonsulfid, Sb₂S₃, med hjälp av järn enligt reaktionsformeln: Sb₂S₃ + Fe Sb + FeS a) Beräkna hur stor massa antimon man teoretiskt kan få av 5 g antimonsulfid. b) Hur stor blir massan om utbytet är 80% Redovisa fullständig lösning! 1. Saltet kopparsulfat kan förekomma som ett salt med kristallvatten. I varje kopparsulfatenhet ingår fem vattenmolekyler och det hela skrivs CuSO 5H O. När detta upphettas avges vattnet som ånga och kvar är endast ren kopparsulfat enligt: CuSO 5H O( s) CuSO ( s) + 5H O( g). a) Vilken molmassa har CuSO H O( )? 5 s Molmassa: b) Hur stor massa ren kopparsulfat, CuSO ( s), innehåller 1,0 kg kopparsulfat med kristallvatten, CuSO H O( )? 5 s Massa CuSO ( ) : s 18
Förberedelseuppgift inför kemilaboration Namn: Klass: 1. En kopparbit stoppas i en silvernitratlösning. En reaktion uppstår. a) Skriv reaktionsformeln för oxidationen. b) Skriv reaktionsformeln för reduktion. c) Skriv reaktionsformeln för totalreaktionen. d) Vilket ämne oxideras respektive reduceras. En silverbit stoppas i en kopparsulfatlösning. Händer något? Motivera! Det sker en reaktion Det sker inte en reaktion Motivering:. Vilka villkor krävs för att en redoxreaktion ska ske mellan två metaller som är i kontakt med varandra?. Vilka villkor ska vara uppfyllda för att en redoxreaktion ska ske mellan två halogener? 5. Vilka villkor krävs för att en kemisk reaktion ska kallas för en redoxreaktion? 19
Förberedelseuppgift inför kemilaboration Namn: Klass: 1. Hur stor volym svavelsyra med koncentrationen 0,5 mol/dm behövs för att neutralisera 50 ml natriumhydroxidlösning med koncentrationen 0,15 mol/dm? Reaktionsformel krävs. Redovisa en fullständig lösning!. I skåpet står tre flaskor med sura lösningar: A. Svavelsyra 0,100 mol/dm B. Ättiksyra 0,100 mol/dm C. Saltsyra 0,100 mol/dm a) Vilken av lösningarna A och C har lägst ph-värde? Motivera! Lösning har lägst ph-värde. Motivering: b) Vilken av lösningarna B och C har lägst ph-värde? Motivera! Lösning har lägst ph-värde. Motivering: 0
Förberedelseuppgift inför kemilaboration 5 Namn: Klass: 1. När,0 g ammoniunnitrat, NH₄NO₃ löses i 100,0 g vatten i en termos kam notera att temperaturen sjunker med 1,5 ºC. a) Är reaktionen exoterm eller endoterm? Reaktionen är b) Beräkna den energi som omsätts. Tänk på att ange om energi avges eller upptas. Lösningens specifika värmekapacitet är,18 J/(g K). Redovisa fullständig lösning! c) Beräkna H per mol upplöst ammoniunnitrat. Tänk på att ange rätt tecken och rätt enhet. H =. Urinämne förekommer förutom i urin även i ischoklad och tandkräm, då under namnet karbamid. ( Urinämne gör sig inte så bra i en innehållsförteckning för godis). När urinämne hamnar i munnen och löser sig i saliven ger det en känsla av kyla i munnen. Vad beror det på? Förklara! 1
Kemilaboration 1: Identifiering av lösningar Riskbedömning Måttligt riskfylld laboration Risker: Miljöaspekter: Åtgärder: Stänk av sura och basiska lösningar kan ge skador på hud och ögon. Laborationens samtliga lösningar är farliga att förtära. Stänk av silvernitrat kan, om det hamnar i ögonen, ge utfällning av svårlöslig silverklorid. Lösningar av bariumsalter, silversalter och kopparsalter innehåller joner av tungmetaller som är skadliga för miljön. Använd skyddsglasögon och skyddsrock. Samla in bariumsalt-, silversalt- och kopparsaltlösningar i ett av läraren anvisat kärl. Laborationsinstruktion Uppgift: Hjälp på vägen: Redovisning: Att identifiera fem lösningar: NaOH, NaCl, CuSO, H SO och HNO. Er uppgift blir att lista ut vilken lösning som finns i vilken flaska (A-E). En viktig uppgift för kemisten är att kunna identifiera olika ämnen. Tänk bara på alla brottsplatsundersökningar! Under den här laborationen kan ni ha hjälp av följande: - Sura lösningar blir gula vid tillsats av indikatorn BTB - Basiska lösningar blir blåa vid tillsats av indikatorn BTB - När en silvernitratlösning sätts till en lösning som innehåller kloridjoner bildas en vit fällning av silverklorid. - Tillsätter man en bariumkloridlösning till en lösning som innehåller sulfatjoner bildas en vit fällning av bariumsulfat. - En lösning innehållande kopparjoner har blå färg Laborationsrapport skriven på dator. Läraren berättar mer under laborationstillfället.
Kemilaboration : Stökiometri Laborationsinstruktion Uppgift: Risker: Miljöaspekter: Åtgärder: a) Att beräkna antalet kristallvatten per formelenhet kopparsulfat. b) Att utifrån tre givna reaktionsformler välja den korrekta reaktionsformeln för reaktionen då natriumvätekarbonat upphettas. Kopparsulfat är giftigt Risk för brännskada på hud och risk för antändning av (långt) hår vid hantering av brännare. Kopparsulfat innehåller tungmetalljoner som skadar miljön. Använd skyddsglasögon och skyddsrock. Tag inte i kopparsulfat med fingrarna. Tag inte i den varma degeln med fingrarna och tänk på att degeln svalnar långsamt. Sätt upp långt hår. Vid brand - använd nöddusch, brandfilt och brandsläckare enligt anvisningar. Vid eventuell brännskada skölj med ljummet vatten i flera minuter. Efter laborationen samlas kopparsulfaten upp i ett av läraren anvisat kärl. Laborationsinstruktion Hjälp på vägen: a) Kopparsulfat är ett av många salter som kan innehålla kristallvatten. Substansmängden kristallvatten per mol kopparsulfat kan bestämmas genom att man först väger upp,00 g (med två decimaler), kristalliserad kopparsulfat innehållande kristallvatten i en porslindegel i ca åtta minuter. Efter upphettning vägs saltet, som då förlorat sitt kristallvatten, på nytt. Viktminskningen utgörs av det vatten som försvunnit. Med hjälp av dessa vägningar och molmassorna för ämnena kan saltes formel bestämmas. Vill man uttrycka sig kort kan man säga att ni ska bestämma heltalet x i kristalliserad kopparsulfat. b) På samma sätt, väg upp,00 g(med två decimaler) i en porslin degel, natriumvätekarbonat och sedan upphetta degeln i ca åtta minuter. När degeln har svalnat väg upp på nytt. När natriumvätekarbonat upphettas sker en sönderdelning av saltet. Här följer tre alternativ till beskrivning av vad som sker:
I ) NaHCO s) NaOH( s) + CO ( ) ( g g NaHCO ( s) NaCO ( s) + H O( g) + CO ( g II ) NaHCO ( s) Na O( s) + H O( g) + CO ( ) III ) ) Ni väger upp natriumvätekarbonaten före och efter upphettning. Med hjälp av dessa vägningar, molmassorna för ämnena och berörd kemisk reaktion, kan man sedan, efter beräkningar lista ut vilken av de tre reaktionsformlerna som är den korrekta. Redovisning: Individuell labbrapport
Kemilaboration : Oxidation och reduktion Riskbedömning Måttligt riskfylld laboration Risker: Miljöaspekter: Åtgärder: Laborationens samtliga lösningar är farliga att förtära. Stänk av silvernitrat kan, om det hamnar i ögonen, ge utfällning av svårlöslig silverklorid. Lösningar av silversalter och kopparsalter innehåller joner av tungmetaller som är skadliga för miljön. Använd skyddsglasögon och skyddsrock. Samla in alla saltlösningar i ett av läraren anvisat kärl. Detsamma gäller för metallbitarna. Laborationsinstruktion Uppgift: Hjälp på vägen: Redovisning: a) Att komma fram till vilken flaska (A-D) som innehåller vilken metalljon, Cu +, Ag +, Mg + och Zn +. b) Att få ut rent koppar och rent silver ur en lösning som innehåller både kopparjoner och silverjoner. Ni har fyra saltlösningar innehållande de fyra olika metalljonslagen som ni kan hälla upp i märkta provrör. Dessutom har ni tillgång till koppar, silver, magnesium och zink i metallform. Välj själva vilka metaller ni vill stoppa i vilka lösningar för att lösa uppgiften. Förenklad redovisning vid laborationstillfället: a) Flaskornas innehåll Vilken saltlösning finns i vilken flaska? Hur kom ni fram till det? Balanserade reaktionsformler för de försök där reaktion har skett b) Visa upp rent koppar för sig och rent silver för sig och berätta hur ni gick till väga. Träningsuppgifter Ytterligare redoxuppgifter kommer att delas ut under labbtillfället. 5
Kemilaboration : Titrering Riskbedömning Måttligt riskfylld laboration Risker: Miljöaspekter: Åtgärder: Stänk av sura och basiska lösningar kan ge skador på hud och ögon. Byretter, pipetter och annat av glas som ni använder är bräckligt. Går dessa sönder kan man skära sig på glaset. Lösningarna är mycket utspädda och har därför ingen miljöpåverkan. Använd skyddsglasögon och skyddsrock. Byretten ska ha två stadiga fästpunkter då den fästs i stativet. Iakttag försiktighet vid påfyllning av byrett. Laborationsinstruktion Uppgift: Hjälp på vägen: Redovisning: Att bestämma koncentrationen av saltsyra respektive svavelsyra med okänd koncentration. Titrering är en metod som man kan använda då man vill bestämma koncentrationen av en syra, eller bas, med okänd koncentration. Först fyller man en byrett (upp till noll på skalan) med en basisk lösning med känd koncentration. Därefter mäter man upp en känd volym (5,00 ml) av syralösningen med okänd koncentration och tillsätter några droppar BTB. Byrettkranen öppnas och basiska lösningen börjar droppa ner i E-kolven. Tillsatsen av den basiska lösningen avbryts precis när det blivit neutralt i E-kolven. Volymen tillsatt lösning avläses på byretten. Med hjälp av en balanserad reaktionsformel och stökiometriska beräkningar beräknas syrans koncentration. Försöket upprepas två gånger, en med saltsyra och en med svavelsyra. Laborationsrapport skriven på dator. Läraren berättar mer under laborationstillfället. 6
Kemilaboration 5: Bestämning av energiomsättning Riskbedömning Måttligt riskfylld laboration. Risker: Miljöaspekter: Åtgärder: Kopparsulfatlösningen är farlig att förtära. Zinkpulvret kan självantändas. Använd peleusboll. Sug inte upp lösningen i pipetten med hjälp av munnen! Kopparsulfatlösningen påverkar miljön negativt. Zinkpulvret, med sin förmåga att självantändas, bör inte hamna i yttre miljön. Zinkjoner skadar levande organismer. Använd skyddsglasögon och skyddsrock. Häll kopparsulfatlösningen, som också innehåller zinkjoner, i anvisad dunk efter avslutad laboration. Laborationsinstruktion Uppgift: Uppgiften är att bestämma entalpiändringen, H, för följande + + reaktion Cu + Z s) Cu( s) + Zn Hjälp på vägen: Redovisning: Tag, med hjälp av en pipett, 5,0 ml av kopparsulfatlösningen med koncentrationen 1,00 mol/dm och häll den i en termos. Stoppa ner termometer i termosen och anteckna lösningens temperatur. Väg upp 0,75 gram zinkpulver exakt (notera alltså med så stor noggrannhet som möjligt hur mycket ni vägt upp). Häll ner pulvret i termosen och rör om kraftigt med en spatel utan att spilla. Avläs temperaturen med jämna mellanrum och notera den högsta temperaturen. Använd sambandet: q = cm T där c =,18 J /( gk ), som är lösningens specifika värmekapacitet. m är lösningens totala massa. Använd våg! T är maxtemperatur efter zinktillsats minus lösningens starttemperatur. Förenklad redovisning vid laborationstillfället. 7
Kemiska tecken som du bör kunna inför KS Lär dig följande kemiska tecken för atomer med följande atomnummer: 1-0, 6, 9, 0, 5, 7, 5, 78 och 79 Positiva joner Kopparjon Silverjon Cu Ag + + Järnjoner Fe + Fe + Ammoniumjon NH + Oxoniumjon O och H+ H Negativa joner Oxidjon O Sulfidjon S Nitridjon N ³ Hydroxidjon OH Karbonatjon CO + Vätekarbonatjon HCO Sulfatjon Nitratjon Fostatjon SO NO PO 8
KEMI 1000 rekommenderade avsnitt: Periodiska systemet, atomen (5-1) Kemisk bindning (15-) Kemiska beräkningar (5-78) Termokemi (79-86) Syra och bas (11-119, 10-11 till 58) Oxidation och reduktion (17-169) Oorganisk kemi (170-188) Organisk kemi (189-199) Elektrokemi (7-66) (Beräkningar på elektrolys i utkanterna av kursen, bra träning men låg sannolikhet att det kommer på tentamen.) 9
Kontrollskrivning På följande sidor hittar du några kontrollskrivningar. Till kontrollskrivningen hör det formelblad som finns i början av kompendiet. Kemikontrollskrivning 1. Alla nedanstående joner utom en innehåller samma antal elektroner. Vilket är undantaget? 1p a) b) c) d). Ett grundämne består av, 008 10 atomer. Beräkna antal förekommande mol 1p. Ange sammansättning av atomkärnan hos följande atomer: a) 16 O b) 5 1Sc p. Ett kolväte har formelenhet CH₂ och mollmassan 16, g/mol. Vilken är föreningens empiriska formel? 1p 5. Magnesium och svavel reagerar med varandra. Ange namn och formeln för den jonförening som bildas p 6. Ange reagens för bariumjoner och skriv namn och den kemiska beteckningen för den förening som bildas p 7. Ange vilken/a bindning/ar som förekommer i respektive förening p a) Ca (NO₃)₂(s) b) H₂S(g) c) Au(s) 8. Vilka av följande alternativ är de korrekta: A) Joniseringsenergi för att lösgöra en valenselektron är högre för natriumatom än för kaliumatom B) En positiv laddad jon har alltid större atomradie än en negativ jon 0
C) Grundämnet cesium är mer reaktivt än litium D) Grundämnet kalcium är mindre reaktivt än magnesium E) Grundämnet fluor är mer reaktivt än klor F) När en aluminiumatom omvandlas till en jon avger den två elektroner 9. 0 gram magnesium reagerar med saltsyra i överskott vid rumstemperatur: 5 grader Celsius och normalt tryck: 101, kpa. Beräkna volymen för den gas som bildas p p För att få full poäng krävs att man skriver en balanserad reaktionsformel och redovisar fullständiga beräkningar 10. Beräkna massan av natriumsulfat som bildas, när 50,5 g natriumklorid reagerar med svavelsyra i överskott, enligt följande reaktion: H₂SO₄ (aq) + NaCl(s) HCl(g) + Na₂SO₄(aq) p För att få full poäng krävs att man redovisar fullständiga beräkningar 11. Renheten i ett morfinprov analyseras så att man förbränner morfinet enligt följande reaktion: C₁₇ H₁₉NO₃ (s)+ O₂(g) CO₂(g) + NO₂(g) + H₂O(l) a) Balansera reaktionen 1p b) Beräkna morfinets renhetsprocent då ett prov av morfinet på,000 gram förbränns och det bildas 8,7 gram koldioxid p För att få full poäng krävs att man redovisar fullständiga beräkningar Svar till kontrollskrivningen 1. Alla joner har 10 elektroner förutom som har 18 elektroner. n= O, mol vid Avogradros konstant = N 6, 0 10 mol 1. a) 8 protoner och 8 neutroner b) 1 protoner och neutroner A =. X = 16, /1,016 = 9,00. Avrunda till 9 5. Magnesiumsulfid (MgS) (s). 6. Sulfatjoner + ₄ BaSO₄ (s). (Bariumsulfat) 1
7. a) Jonbindning och polär kovalent bindning b) Polär kovalent bindning c) Metallbindning 8. Rätta svar är A, C och E 9. Mg(s) + HCl(l) MgCl₂ + H₂ (g) 1mol (Mg) 1 mol (H₂) och Mg) = m/m n= 0/, n=16,50988 mol. T = 7, + 5 = 98, K PV =nrt och V = nrt/p, då är V=16,50988 8,1 98,/101 10 och då är V= 0,060817 m³. Svar: 0,06 m³. 10. H₂SO₄ (l) + NaCl(s) HCl(g) + Na₂SO₄ Givet m(nacl) = 50,5 g och n = m/m NaCl) = 50,5/(+5,5) = 0,868 mol. Enligt reaktionen är molförhållande mellan det sökta och det givna är: Na₂SO₄)/ NaCl) = ½. Det innebär att Na₂SO₄) = 1/ NaCl) = 0,5 0,868 = 0,16 mol Eftersom m= M n då är m = 0,75 0 ( +,1 + 16) = 61, g. Svar: m(na₂so₄) = 61, g. 11. a) C₁₇ H₁₉NO₃ (s) + 85 O₂(g) 68 CO₂(g) + NO₂(g) + 8H₂O(l) b) All koldioxid) fås enbart från morfin) som har reagerat till m(koldioxid) CO₂) morfin rent ) m(morfin rent ) provets renhetsprocent. CO₂) = m(co₂)/ M(CO₂) Molförhållande mellan ren morfin och koldioxid, enligt rektions-formeln är = morfin rent )/koldioxid) = /68 C₁₇ H₁₉NO₃ rent )/CO₂)= /68 CO₂) = 8,7 /68 = 0,01165775 mol = C₁₇ H₁₉NO₃) m(morfin rent ) = morfin rent ) M(morfin)då är m(morfin rent ) = morfin rent ) (17 1+19 1,01+1+ 16) m(morfin rent ) = 0,01165775 85,19 m(morfin rent ) =,67866 g Renhetsprocent m-%(morfin) =,67866/ = 0,81168715 Svar: Provet innehöll 8.1% rent morfin.
Kontrollskrivning i kemi 1. Ange antal protoner och elektroner i jonen N. 1 p.. Vilken av följande formler är den troligaste för galliums oxid? A) GaO B) GaO C) GaO D) Ga O E) 1 p.. Etanol, C H 5 OH, reagerar fullständigt med syrgas. Koldioxid och vatten bildas. Skriv reaktionsformel. 1 p.. Skriv elektronformel för cyanidjonen, CN. 1 p. 5. Hur stor massa koldioxid bildas vid jäsning av 1,0 kg druvsocker enligt reaktionsformeln C 6H1O6 ( aq) C H 5OH( aq) + CO ( g) p. Redovisa fullständig lösning! 6. Vilka bindningar bryts när följande ämnen smälter? a) Jod 1 p. b) Magnesiumklorid 1 p. 7. Man önskar framställa 5,00 dm vattenlösning av blynitrat, Pb (NO ), med koncentrationen 0,50 mol/dm. Hur stor massa blynitrat ska man väga upp? p. Redovisa fullständig lösning! 8. Vilka av följande molekyler är dipoler? A) CH B) F C) HF D) CO E) CH Br p. 9. En natriumkloridlösning blandas med en silvernitratlösning. Ange formel för den fällning som bildas. 1 p. 10. Vilka av följande alternativ utgörs av rena ämnen? A) Luft B) Kvävgas C) Järn D) Stål 1 p. 11. Beräkna trycket för 9 liter vattenånga med massan 5,0 gram vid temperaturen 15 C. p. Redovisa fullständig lösning! 1. Ange samtliga bindningstyper i BaSO ( ). p. 1. Natriumarsenat har formeln Na AsO. Skriv formeln för kalciumarsenat. 1 p. s 1. Beräkna [ ] Cl i en aluminiumkloridlösning med koncentrationen 0,1 mol/dm. 1 p.
Lösningsförslag KS i kemi 010-10-11 1. 7 protoner, 10 elektroner. E) Ga O. H OH + O CO + H O C 5. ( ) : C N : 5. C 6H1O6 CH 5OH + CO 1 mol mol m( C H O 6 1000 g 6 1 = 6 H1O = M ( C ) 6 180,1 g / mol m n ( C6 H1O6 ) = M n C H O ) = 5,55 mol CO ) = 5, 55 ( 6 1 6 Svar: 0,9 kg koldioxid. mol M ( CO ) =,0 g / mol m ( CO ) = nm m( CO ) = 90 g 6. a) van der Waalsbindning b) Jonbindning 7. V = 5,00 dm c ( Pb( NO = dm ) ) 0,50 mol / n Pb( NO ) ) = cv ( ( Pb( NO ) ) = ( Pb( NO ) ) = ( Pb( NO ) ) ( Pb( NO ) ) = n, 50 mol M 1, g / mol m = nm m 88 g Svar: Man ska väga upp 0,8 kg. 8. C, D, E 9. AgCl 10. B, C 11. V = 9 l = 9 dm = 9 10 m T = 5 K m( H O) = 5, 0 g
M ( H O) = 18,0 g / mol m n ( H O) = M H O) = 1, 87mol R = 8,1 J /( mol K) nrt pv = nrt p = V 1,87 8,1 5 p = 9 10 5 p = 1,0 10 Pa Svar: Trycket är 100 kpa 1. Jonbindning och polär kovalent bindning. 1. Ca ( AsO ) Cl = 0, mol / dm 1. [ ] 5
KONTROLLSKRIVNING I KEMI FÖR TEKNISKT BASÅR 1 Vad kallas den här fasövergången? 1p H O(l) H O(s) Skriv elektronformeln för en kvävemolekyl. 1p Vilken av dessa blandningar är säkert heterogen? 1p A) En legering av koppar och tenn B) Vatten och koksalt C) Socker och vatten D) Vatten och olja E) Luft Ange namnen på följande ämnen: p a) AgNO b) BaSO c) Mg N 5 Skriv kemisk formel och aggregationsform för följande ämnen vid rumstemperatur:p a) väte b) ammoniumklorid c) kvicksilver 6 Vilka två påståenden är korrekta om de två partiklarna nitridjon och oxidjon? 1p A) De har samma kemiska egenskaper B) De har samma antal protoner C) De har samma antal elektroner D) De tillhör samma grupp i det periodiska systemet E) De tillhör samma period i det periodiska systemet F) De har samma laddning 7 Skriv en reaktionsformel med kemiska tecken för reaktionen då aluminium reagerar med klorgas och bildar aluminiumklorid. p 8 Hur förändras kokpunkten inom gruppen halogener i det periodiska systemet när man går uppifrån och ned i gruppen? 1p 9 Kokpunkten hos halogenerna bestäms av styrkan i en viss typ av kemisk bindning. Vad kallas bindningstypen? 1p 6
10 Nedan anges flera olika bindningar. Några av dessa är kovalenta bindningar. Vilken av de kovalenta bindningarna bör vara minst polär? 1p A) Mg Fe B) F H C) Br Cl D) I Ba 11 0,15 mol av saltet Al (SO ) 18H O(s) löses i vatten och lösningen späds till volymen,5 dm. Ange koncentrationerna av de två jonslag som finns i lösningen. p Till följande uppgifter krävs fullständiga lösningar! 1 En gasflaska innehåller vätgas under högt tryck. Volymen är,50 dm, trycket är,05 10 7 Pa och temperaturen är C. Hur många mol vätgas innehåller flaskan? 1p 1 När ammoniumperklorat upphettas sönderfaller det enligt reaktionsformeln NH ClO (s) N (g) + HCl(g) + 5 O (g) + 6 H O(g) Hur många gram NH ClO måste sönderfalla för att det ska bildas 0,7 mol O? p 1 Din chef, Lisa, ger dig 1,8 dm vattenlösning av natriumklorid och ber dig bestämma koncentrationen av NaCl i lösningen. Du tar ett prov med volymen 5,0 cm och tillsätter AgNO (aq). Då bildas en fällning enligt reaktionen NaCl(aq) + AgNO (aq) AgCl(s) + NaNO (aq) Provet filtreras, varefter fällningen tvättas, torkas och vägs. Fällningens massa bestäms till 0,67 g. Bestäm koncentrationen av NaCl i lösningen. p 7
LÖSNINGAR 1 Stelning eller frysning :N N: D Vatten och olja a) silvernitrat b) bariumsulfat c) magnesiumnitrid 5 a) H (g) b) NH Cl(s) c) Hg(l) 6 C och E 7 Al + Cl AlCl 8 Kokpunkten ökar nedåt i gruppen 9 van der Waalsbindning 10 C) Br Cl 11 Al (SO ) 18H O(aq) Al + (aq) + SO (aq) + 18 H O(l) + n 0,15 ( Al ) = = mol/dm = 0,1 mol/dm V,5 n 0,15 ( SO ) = = mol/dm = 0,18 mol/dm V,5 + c [ ] - c [ ] Al = 0,1 mol/dm SO = 0,18 mol/dm 1 Allmänna gaslagen ger pv = nrt p =,05 10 7 Pa V =,50 10 m R = 8,1 J (mol K) 1 T = C = + 7 K 7 pv, 05 10, 50 10 n = = mol = 7, 61mol Svar: 8 mol RT 8, 1 ( 7 + ) 1 n ( O ) = 0,7 mol NH ClO ) Ur reaktionsformeln framgår att = O ) 5 Då blir n ( NH ClO ) = O ) = 0,7 mol = 0,96 mol 5 5 M ( NH ClO ) = 1,0 + 1,01 + 5,5 + 16,0g/mol = 117,5g/mol m NH ClO ) = NH ClO ) M (NH ClO ) = 0,96 117,5g,79g ( = Svar: 5 g 8
1 Fällningen består av AgCl. M(AgCl) = 107,9 + 5,5 g/mol = 1, g/mol m 0,67 n ( AgCl) = = mol = 0,0075 mol M 1, Enligt reaktionsformeln är NaCl) = AgCl) = 0,0075 mol n 0,0075 mol c ( NaCl) = = = 0,1750 mol/dm Svar: 0,175 mol/dm V 0,050 dm 9
Kontrollskrivning i kemi 1 1. Hur många elektroner har 15 P i sina olika skal när den är i grundtillståndet? 1p. Vad skiljer uppbyggnaden av atomen H från atomen H? 1p. Skriv reaktionsformeln med kemiska tecken inklusive aggregationstillstånden när ämnet; a) Flytande natriumklorid stelnar. 1p b) Fast jod sublimerar. 1p. I fasta metaller hålls atomerna samman med metallbindning. Metallerna natrium, Na, och aluminium, Al, finns båda i period. Na har smältpunkten 98 C medan Al smälter vid 660 C. a) Beskriv metallbindning i allmänhet. 1p b) Förklara varför Al har högre smältpunkt än Na? 1p 5. Två grundämnen reagerar och bildar en produkt, en jonförening. Mg + N a) Beskriv elektronövergången som sker, antal och riktning. p b) Skriv produktens kemiska formel. 1p 6. Vilka av följande ämnen består av molekyler? A) KCl B) BaBr C) PH D) ICl E) HCl F) NO 1p 7. För att utvinna järn kan blodstensmalm, Fe O, eller svartmalm, Fe O, användas. Du ska visa ur vilken av de två malmerna man teoretisk kan få ut flest järnatomer om samma massa används. p Redovisa en fullständig lösning! 8. Rent bly kan framställas genom att blyoxid, PbO, reagerar med kol. Bly och koldioxid blir produkterna. Beräkna massan av det kol som går åt för att framställa 175g bly ur blyoxid.p Redovisa en fullständig lösning! 9. En dag på labbet behöver du 11 g kaliumnitrat, KNO. På hyllan står en flaska med KNO (aq). Lösningen har koncentrationen 0,5 mol/dm. Vilken volym av lösningen ska du hälla upp för att få rätt massa? Redovisa en fullständig lösning! p 10. Ett rent ämne i vätskeform med massan 0,118 g upphettades till 100,0 ºC varvid ämnet förgasades. Den bildade gasen fick volymen cm vid trycket 9,9 10 Pa. Vilken molmassa har ämnet? p Redovisa en fullständig lösning! 11. Vilken bindningstyp bryts vid denna reaktion? CO (s) CO (g) 1p 1. Ammoniak löser sig lätt i vatten, Rita en modell som visar var bindning uppstår mellan de två molekylerna. 1p 0
Lösningsförslag 1. i K-, 8 i L- och 5 i M-skalet. 1p. I atomen H finns neutroner, i H finns 1 neutron. 1p. a) NaCl(l) NaCl(s) 1p b) I (s) I (g) 1p. a) I ämnen med metallbindning sitter atomerna så tätt packade att de yttersta elektronerna finns i ett gemensamt elektronskal för alla atomerna. De blir rörliga över hela kristallen och sägs vara delokaliserade. 1p b) Aluminium har fler valenselektroner än natrium vilket gör metallbindningen starkare. 1p 5 a) 6 elektroner lämnar magnesiumatomerna och går till kväveatomerna. p b) Mg N 1p 6. C) PH D) ICl E) HCl F) NO 1p 7. Andelen av järnets massa i en formelenhet av de två föreningarna kan beräknas. 55,8 u I en formelenhet av Fe O utgör järnets massa = 0, 70. 55,8 + 16,0u 55,8 u I en formelenhet av Fe O utgör järnets massa = 0, 7. 55,8 + 16,0u Svar: I blodstensmalm, Fe O, kan 70 % järn utvinnas, i svartmalm 7 %. Flest järnatomer kan fås ur svartmalm. p 8. Reaktionsformeln skrivs. Substansmängden bly som massan utgör beräknas. Förhållandet till kolet ställs upp. Massan kol beräknas: Reaktionsformeln blir PbO + C Pb + CO m( Pb) = 175 g M ( Pb) = 07, g / mol Pb) = C) = Pb) m M 1 = 175 07, C) = M ( C) = 1,0 g / mol = 0,8... mol 1 Pb) = 0,8... = 0,... mol m( C) = n M = 0,.. 1,0 = 5,07 g Svar: Massan kol som behövs är minst 5,07 g. p 1 1
9. Substansmängden KNO som massan 11 g utgör beräknas. Volymen lösning som innehåller den substanmängden, beräknas med hjälp av koncentrationen. M ( KNO ) = 9,1 + 1,0 + 16,0 = 101,1 g / mol m 11 KNO ) = = = 1,1177.. mol M 101,1 n 1,1177.. V( KNO ) = = =,dm c 0,5 Svar: Volymen lösning som behövs är, dm. p 10. Genom allmänna gaslagen beräknas substansmängden av ämnet. Med värden för substansmängd och massa för vätskan kan ämnets molmassa beräknas. p V p V = n R T n = R T p = 99 10 Pa T = 7 + 100,0 = 7K R = 8,1 J / mol K V = cm = 10 6 m 6 99 10 10 n = = 0,00105.. mol 8,1 7 m 0,118 M ( ämnet) = = = 8,96.. g / mol = 8 g / mol n 0,00105.. Svar: Ämnet har molmassan 8 g/mol p 11. van der Waalsbindning 1p 1. 1p
Tentamen På nästa sida hittar du en tenta. Fler finns att hämta på i Bilda: www.bilda.kth.se Där loggar du in med det användarnamn och lösenord som du har på ditt kth.se-konto Till tentamen hör det formelblad som finns i början av kompendiet. Vid tentamen får du även ha med formelsamlingen som anges i litteraturlistan. DEL 1. TENTAMEN FÖR GODKÄNT, BETYG E Student med godkänd KS gör ej uppgifterna 1-7. 1. Ersätt X med det riktiga kemiska tecknet i 11 X. 1p. En atom av ett visst grundämne har 0 protoner. Vilken laddning får atomen då den blir en atomjon? 1p. Vilket av grundämnena klor, syre, kvicksilver, argon och brom är vid normaltryck: a) flytande vid -190 C? b) fast vid -0 C? p. Vilka av följande föreningar är jonföreningar? A) NH B) CH OH C) NaCl D) CO E) CsBr F) HCl p 5. Skriv kemiska formeln för det salt som bildas då litium reagerar med kväve. 1p 6. Vad är masshalten svavel i svaveldioxid, SO? 1p 7. Se följande reaktion och besvara: NH + 5 O 6 H O + NO Vilken massa kvävemonoxid bildas då 15 mol O reagerat? Härifrån ska alla studenter göra alla uppgifterna! 8. Aluminium och vätejoner reagerar enligt: Al(s) + 6H + Al + + H (g) a) Vilket atomslag är reduktionsmedel? b) Hur många elektroner omsätts då en molekyl vätgas bildas? p 9. Då en cigarettändare tänds brinner propangas och butangas. Inne i tändaren ser man dock att de är i vätskeform. Vilken bindning finns i vätskeformen men inte i gasformen? 1p 10. Sortera följande lösningar efter ökande surhet. Minst sur först, mest sur sist. p A) [HAc] = 1,0 mol/dm B) [NaOH] = 1,0 mol/dm C) Saltsyra med [H O + ] = 1,0 mol/dm. D) Ammoniaklösning med koncentrationen 1,0 mol/dm. p
11. Man vill bereda 0,00 dm av en lösning med ph=,00. Till förfogande finns utspädd saltsyra med koncentrationen 0,100 mol/dm. Hur stor volym av saltsyran ska man mäta upp och sedan späda med destillerat vatten? Redovisa en fullständig lösning! p 1. En smälta av zinkbromid elektrolyseras. Vid vilken elektrod kommer metalliskt zink att bildas? 1p 1. I modellen för detta kolväte är de svarta kol och de vita väteatomer. Rita en strukturformel för molekylen. 1p 1. Kalciumkarbonat kan värmas så att den sönderfaller till kalciumoxid och koldioxid enligt: CaCO (s) + värme CaO(s) + CO (g) 75,6 g kalciumkarbonat värmdes i 1000,0 C och koldioxiden samlades som enda gas i en behållare med volymen 15,0 dm med samma temperatur. Hur stort blev trycket i behållaren? Redovisa en fullständig lösning! p 15. Vilka av följande föreningar har summaformeln C 8 H 16? p A) Oktan B) Cyklooktan C) Okten D) Oktyn 16. Vilken värmemängd frigörs då 1,80 g magnesium brinner i luftens syrgas? Reaktionen sker i rumsmiljö. H f (MgO) = -60 kj/mol Skriv reaktionsformel och visa beräkning. p 17. En galvanisk cell har följande cellschema. Ss) Sn + (aq) Ag + (aq) Ag(s) Skriv reaktionsformeln för den strömdrivande processen. 18. Ozon är en molekyl med tre syreatomer. Den är mycket oxiderande och gör att klyvöppningarna på gröna blad punkteras och vatten avdunstar för lätt. Rita elektronformeln för en ozonmolekyl. p 1p
DEL. TENTAMEN FÖR HÖGRE BETYG (A, B, C OCH D) 19. En knallgasreaktion i ett provrör sker genom reaktion mellan vätgasmolekyler och syrgasmolekyler och produkten observeras som imma på provrörets väggar. a) Vilken bindningstyp bryts hos reaktanterna? b) Vilka två nya bindningstyper bildas hos produkten? p 0. Rita tre strukturformler, en alkan, en alkohol och en karboxylsyra. För alla tre ska kolkedjan bestå av tre kolatomer. 1. Du har blandat en vattenlösning av ammoniak med en liten tillsats syra och skapat en buffertlösning med lika delar ammoniak och ammoniumjoner. Till buffertlösningen tillsätts nu hydroxidjoner. Skriv reaktionsformeln för den protolystreaktion som då sker. 1p. I ett provrör blandas NaI(aq), cyklohexan (ett opolärt lösningsmedel) och Br (aq). Blandningen får stå en liten stund och separera i vattenskikt och cyklohexanskikt. Vilket nybildat ämne, namn och kemisk formel, bör finnas i cyklohexanskiktet? 1p p. Smältpunkten för ämnet hydroxylamin, NH OH, är + C. Rita ämnets strukturformel och ange antalet möjliga vätebindningar som molekylen kan delta i. p. Balansera följande reaktion: Mg(s) + NO - (aq) + H + (aq) Mg + (aq) + N O(g) + H O(l) p 5. Man ville bestämma kristallvattenhalten i saltet järnsulfat, alltså heltalet X i formeln FeSO XH O(s). Saltet upphettades så att vattnet avgick och följande mätvärden gavs. Massan för den tomma degeln = 9, g. Degel med salt innan upphettning = 17,57 g. Degel med salt efter upphettning = 1,79 g. Bestäm heltalet för X i formeln för det vattenhaltiga saltet. Redovisa en fullständig lösning! p 5
6. Vad blir H f för FeCl (s) om du vet följande? Fe( s) + Cl ( g) FeCl ( s) H = 1,8 kj FeCl ( s) + 1 Cl ( g) FeCl ( s) H = 57,7 kj 1p 7. Dolomitkalk innehåller magnesiumkarbonat och kalciumkarbonat samt vissa orenheter. Vid upplösning av ett dolomitkalkprov med massan 5,0 gram i saltsyra frigjordes,7 dm koldioxid vid NTP. (Vid NTP gäller att gasmolvolymen =, dm /mol.) Ur lösningen fälldes sedan kalciumjonerna som kalciumsulfat. De rengjordes, torkades och vägdes. Kalciumsulfatets massa var 16, gram. Vilken var den undersökta dolomitkalkens sammansättning uttryckt i massprocent? Hur många procent av dolomitkalken utgjordes av orenheter som inte deltog i reaktionen? Redovisa en fullständig lösning! p 6
Lösningar: 1. X = Na. + (Ca + ). a) Syre b) Brom. C och E 5. Li N eller (Li + ) N - 6. 50,1 % 7. NO) = O ) 5 NO) = 15= 1 mol m( NO) = n M = 1 (1,0 + 16,0) = 60 g 5 Svar: m(no) som bildas blir 0,6 kg 8. a) Al b) 9, Van der Waalsbindning 10. Från minst sur till mest sur. B, D, A, C 11. c( H H + + ) = 10 ph ) = c V = 10 + H ),0 10 V ( HCl) = = c( HCl) 0,100 0,00 =,0 10 mol = 0,00 dm Svar: Volymen saltsyra blir 0,00 dm. 1. Katoden. 1. H C C H 7
1. CaCO (s) + värme CaO(s) + CO (g) m( CaCO ) = 75,6 g CaCO ) = m M CO ) 1 = CaCO ) 1 = M ( CaCO ) = 100,1 g / mol 75,6 100,1 = 0,0755.. mol nrt 1 1 p = R = 8,1 J mol K T = 7,15 + 1000 = 17,15 K V 0,0755.. 8,1 17,15 p = = 569 Pa = 5 kpa 15,0 10 Svar: Trycket från CO blev 5 kpa V = 15,0 10 m 15. B och C 16. Mg(s) + O (g) MgO(s) + värme H f (MgO) = -60 kj/mol m( Mg) = 1,80 g Mg) = m M = M ( Mg) =,g / mol 1,80, = 0,0707.. mol MgO) 1 = Mg) 1 H = H f n = 60 0,0707.. =,59.. kj Svar: Det frigörs,6 kj 17. Ss) + Ag + Sn + + Ag(s) 18. 8
19. a) Rena kovalenta bindningar bryts. b) Polära kovalenta bindningar skapas samt vätebindningar mellan vattenmolekylerna då vattnet kondenserar till imma. 0. H H H C C H H H C H H H H H C C H H H H C O H H H H C C H H O C O H 1. NH + + OH - NH + H O. Jod, I (s). Strukturformeln Elektronformeln 6 st vätebindningar. Mg(s) + NO - (aq) + 10H + (aq) Mg + (aq) + N O(g) + 5H O(l) 5. m(degel) = 9, g. m(feso ) = 1,79 9, =,57 g m(h O) = 17,57 1,79 =,78 g M ( FeSO ) = 55,8 +,1 + 16,0 = 151,9 g / mol FeSO ) = m M =,57 151,9 = 0,0008.. mol,78 H O) = = 0,097.. mol 1,01 + 16,0 H O) 0,097.. mol = = 7 FeSO ) 0,0008.. mol Svar: Formeln blir FeSO 7H O(s). 9