EXPERIMENTELLT PROV ONSDAG Provet omfattar en uppgift som redovisas enligt anvisningarna. Provtid: 180 minuter. Hjälpmedel: Miniräknare.

Relevanta dokument
EXPERIMENTELLT PROV

EXPERIMENTELLT PROV

Bestämning av hastighetskonstant och aktiveringsenergi för reaktionen mellan väteperoxid och jodidjon i sur lösning Jodklockan

Bestämning av hastighetskonstant för reaktionen mellan väteperoxid och jodidjon

Kapitel 12. Kemisk kinetik

Avsnitt 12.1 Reaktionshastigheter Kemisk kinetik Kapitel 12 Kapitel 12 Avsnitt 12.1 Innehåll Reaktionshastigheter Reaktionshastighet = Rate

Kinetik, Föreläsning 2. Patrik Lundström

Kinetik. Föreläsning 2

Kinetik. Föreläsning 1

Kemisk reaktionskinetik. (Kap ej i kurs.)

KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi. KINETIK 1(2) A: Kap

KINETIK 1(2) A: Kap Vad är kinetik? 14.1 Koncentration och reaktionshastighet. KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi

Kinetik, Föreläsning 1. Patrik Lundström

Kemisk Dynamik för K2, I och Bio2

Kinetik. Föreläsning 3

KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi. KINETIK 2(2) A: Kap

Experimentet som naturvetenskapligt arbetssätt

NATIONELLT PROV I MATEMATIK KURS E VÅREN Tidsbunden del

KEMIOLYMPIADEN 2007 Uttagning

Reaktionskinetik...hur fort går kemiska reaktioner

Homogen gasjämvikt: FYSIKALISK KEMI. Laboration 2. Dissociation av dikvävetetraoxid. N2O4(g) 2 NO2(g)

Titrera. Pär Leijonhufvud

Nationellt kursprov i MATEMATIK KURS A Våren Del II

Atomer, joner och kemiska reaktioner

Föreläsning 13: Multipel Regression

Uppgift 1-9. Endast svar krävs. Uppgift Fullständiga lösningar krävs. 120 minuter för Del B och Del C tillsammans. Formelblad och linjal.

Tentamen i Kemi för miljö- och hälsoskyddsområdet: Allmän kemi och jämviktslära

AREA 41 KEMINS GRUNDER

Konc. i början 0.1M 0 0. Ändring -x +x +x. Konc. i jämvikt 0,10-x +x +x

Kemiolympiaden 2014 En tävling i regi av Svenska Kemistsamfundet

Vilket socker innehåller saften, juicen, läsken eller frukten?

NATIONELLT KURSPROV I MATEMATIK KURS D HÖSTEN Del I, 9 uppgifter utan miniräknare 3. Del II, 8 uppgifter med miniräknare 6

Bestäm brombutans normala kokpunkt samt beräkna förångningsentalpin H vap och förångningsentropin

Provet består av Del I, Del II, Del III samt en muntlig del och ger totalt 76 poäng varav 28 E-, 24 C- och 24 A-poäng.

Ma2bc. Prov

Tentamen i Kemisk reaktionsteknik för Kf3, K3 (KKR 100) Fredagen den 22 december 2006 kl 8:30-12:30 i V. Man får svara på svenska eller engelska!

Tentamen i Kemisk reaktionsteknik för Kf3, K3 (KKR 100) Onsdag den 22 augusti 2012 kl 8:30-13:30 i V. Examinator: Bitr. Prof.

Teori Den här laborationen går ut på att du ska studera vad som händer då du stör en jämviktsreaktion. Det jämviktssystem som du ska studera är

UTTAGNING TILL KEMIOLYMPIADEN 2001

Kursprov i matematik, kurs E ht Del I: Uppgifter utan miniräknare 3. Del II: Uppgifter med miniräknare 5

Louise Olsson ( ) kommer att besöka tentamenslokalen på förmiddagen.

4. Vad kan man multiplicera x med om man vill öka värdet med 15 %?

Huvudansökan, kandidatprogrammet i kemi Urvalsprov kl

4. Kemisk jämvikt när motsatta reaktioner balanserar varandra

Fysikalisk kemi KEM040. Clausius-Clapeyronekvationen Bestämning av ångtryck och ångbildningsentalpi för en ren vätska (Lab2)

NATIONELLT KURSPROV I MATEMATIK KURS E VÅREN Tidsbunden del

Allmän kemi. Läromålen. Viktigt i kap 17. Kap 17 Termodynamik. Studenten skall efter att ha genomfört delkurs 1 kunna:

Linnéuniversitetet Institutionen för fysik och elektroteknik

Uppgift 1-9. Endast svar krävs. Uppgift Fullständiga lösningar krävs. 120 minuter för Delprov B och Delprov C tillsammans.

Kursprov i matematik, kurs E vt Del I: Uppgifter utan miniräknare 3. Del II: Uppgifter med miniräknare 6

Kap 2 Reaktionshastighet. Reaktionshastighet - mängd bildat eller förbrukat ämne per tidsenhet

(tetrakloroauratjon) (2)

Repetition F12. Lunds universitet / Naturvetenskapliga fakulteten / Kemiska institutionen / KEMA00

KEMIOLYMPIADEN 2009 Uttagning

NATIONELLT KURSPROV I MATEMATIK KURS A VÅREN Tidsbunden Del II

Tentamen i Kemisk Termodynamik kl 13-18

jämvikt (där båda faserna samexisterar)? Härled Clapeyrons ekvation utgående från sambandet

Del I: Digitala verktyg är inte tillåtna. Endast svar krävs. Skriv dina svar direkt i provhäftet.

Kursprov i matematik, kurs E ht Del I: Uppgifter utan miniräknare 3. Del II: Uppgifter med miniräknare 5

NATIONELLT KURSPROV I MATEMATIK KURS B HÖSTEN Del I, 10 uppgifter utan miniräknare 3. Del II, 8 uppgifter med miniräknare 5

1. Lös ut p som funktion av de andra variablerna ur sambandet

Provet består av Del I, Del II, Del III samt en muntlig del och ger totalt 76 poäng varav 28 E-, 24 C- och 24 A-poäng.

NATIONELLT KURSPROV I MATEMATIK KURS D HÖSTEN uppgifter med miniräknare 3

Tentamen i KFK080 Termodynamik kl 08-13

Ma3bc. Komvux, Lund. Prov kap

Tentamen i Kemisk Termodynamik kl 14-19

Laboration Enzymer. Labföreläsning. Introduktion, enzymer. Kinetik. Första ordningens kinetik. Michaelis-Menten-kinetik

Tentamensskrivning i FYSIKALISK KEMI Bt (Kurskod: KFK 162) den 19/ kl

I en utspädd sur lösning faller sackaros sönder enligt följande reaktion: När man följde reaktionen som en funktion av tiden erhölls följande data:

NATIONELLT KURSPROV I MATEMATIK KURS B VÅREN Del I, 9 uppgifter utan miniräknare 3. Del II, 8 uppgifter utan miniräknare 5

Uppgift 1-7. Endast svar krävs. Uppgift Fullständiga lösningar krävs. 120 minuter för Del B och Del C tillsammans. Formelblad och linjal.

Räta linjer. Ekvationssystem. Att hitta räta linjens ekvation ifrån olika förutsättningar. 1.1 Hitta en rät linjes ekvation utifrån en ritad graf.

Uppgift Endast svar krävs. Uppgift Fullständiga lösningar krävs. 120 minuter för Del B och Del C tillsammans.

MATEMATIK FÖR KURS B (NV/AB-boken och B-boken version 1)

Näringsämnen i matvaror

2BrO 2 (mycket snabb) Härled, med lämpligt valda approximationer, uttryck för (a) förbrukningshastigheten

Bestämning av fluoridhalt i tandkräm

Ma2bc. Komvux, Lund. Prov

Matematik. Kursprov, höstterminen Delprov B. Elevens namn och klass/grupp

Ma3bc. Komvux, Lund. Prov kap3-4/

NATIONELLT KURSPROV I MATEMATIK KURS A VÅREN Del I

Matematik. Kursprov, vårterminen Elevhäfte. Del I och Del II. Elevens namn och klass/grupp

Np MaB vt 2002 NATIONELLT KURSPROV I MATEMATIK KURS B VÅREN 2002

1. Tvålframställning Kemikalie/formel:

Provet består av tre skriftliga delprov (Delprov B, C och D). Tillsammans kan de ge 53 poäng varav 22 E-, 18 C- och 13 A-poäng.

Namn Klass Personnummer (ej fyra sista)

NATIONELLT KURSPROV I MATEMATIK KURS D VÅREN 2002

NATIONELLT KURSPROV I MATEMATIK KURS B HÖSTEN Del I, 10 kortsvarsuppgifter med miniräknare 4

Kursprov i matematik, kurs E vt Del I: Uppgifter utan miniräknare 3. Del II: Uppgifter med miniräknare 6

Matematik. Kursprov, vårterminen Elevhäfte. Del I och Del II. Elevens namn och klass/grupp

Mål Likformighet, Funktioner och Algebra år 9

Pangea Matematiktävling FRÅGEKATALOG. Första omgång 2016 Årskurs 9

AREA 41 KEMINS GRUNDER

Citronsyra i sura frukter

Lösningar till tentamen i Kemisk termodynamik

30. Undersökning av aminosyror i surkål

Godkänt-del. Hypotetisk tentamen för Termodynamik och ytkemi, KFKA10

NpMa2c vt Provet består av tre skriftliga delprov (Delprov B, C och D). Tillsammans kan de ge 57 poäng varav 20 E-, 20 C- och 17 A-poäng.

Del B1 Innehållet i detta häfte är sekretessbelagt t o m den 30 juni 2008.

Kemi 1, 100 poäng, som bygger på grundskolans kunskaper eller motsvarande. Kemi 2, 100 poäng, som bygger på kursen kemi 1.

Transkript:

EXPERIMENTELLT PROV ONSDAG 2011-03-16 Provet omfattar en uppgift som redovisas enligt anvisningarna. Provtid: 180 minuter. Hjälpmedel: Miniräknare. OBS! Tabell- och formelsamling får EJ användas. Skriv NAMN och SKOLA på VARJE inlämnat papper! Riskbedömning: Måttligt riskfylld laboration. OBS! Till laborationen följer en svarsblankett på vilken alla beräkningar och uträkningar skall redovisas. Lösningar eller redovisningar utanför denna blankett kommer inte tas med i bedömningen. Om du behöver en ny svarsblankett får du be om en sådan av din lärare. De lösningar du erhållit skall räcka till hela laborationen. Om du behöver mer ger detta poängavdrag som anges av din lärare vid inskickning av provet. Det är lämpligt att börja laborera så snart som möjligt. Det finns sedan viss tid att under laborationens gång läsa igenom provet som innehåller viss teori som man inte går igenom på gymnasiekursen i kemi. Dina lösningar skall tempereras vilket tar ca 10 minuter och under denna tid bör du läsa igenom hela laborationen. Huvuddelen av de 40 poäng som delas ut ges för rimliga resultat vid laborationen. Skyddsglasögon skall användas under hela det experimentella provet. Kaliumjodid 0,50 mol/dm 3 KI H302 - Skadligt vid förtäring Kaliumpersulfat 0,010 mol/dm 3 K 2 S 2 O 8 H 315 Irriterar huden H317 Kan orsaka hudirritation H319 Orsakar allvarlig ögonirritation H334 Kan orsaka allergi- eller astmasymtom eller andningssvårigheter vid inandning Natriumtiosulfat 0,0050 mol/dm 3 Na 2 S 2 O 3 2 % stärkelselösning 1

Teori Kemiska reaktioners hastigheter karakteriseras genom olika reaktionsparametrar såsom aktiveringsenergier, hastighetskonstanter, reaktionsordningar och frekvensfaktorer. På 1880-talet undersökte svensken Svante Arrhenius (Nobelpristagare 1903) hur reaktioners hastighet varierar med temperaturen. Han fann ett samband som kallas för Arrheniusekvationen och som skrivs k = A e E a RT (1) där k är hastighetskonstanten, A är frekvensfaktorn,, är aktiveringsenergin, R är gas- konstanten (R=8,314 J/(mol K)), och T är absoluta temperaturen. (0 K = -273,15 C) Ekvationen beskriver sambandet mellan hur fort en reaktion sker och den energi som måste tillföras för att den ska äga rum, den s.k. aktiveringsenergin. Energi E a E a = Aktiveringsenergi Reaktanter Produkter Figur 1. Energinivådiagram som visar en kemisk reaktions aktiveringsenergi I denna uppgift ska du bestämma reaktionsparametrarna när persulfatjoner,, reagerar med jodidjoner,, under bildandet av jod,, samt sulfatjoner,. Reaktionen kan skrivas + 2 + 2 (2) Nettoreaktionen anses bestå av två steg som beskrivs med följande reaktionsmekanism + långsam (3) + + 2 snabb (4) Reaktionen mellan persulfatjoner och jodidjoner är långsam. Detta steg avgör hur fort reaktionen sker och kallas därför det hastighetsbestämmande steget. 2

Reaktionshastigheten, ν (mol dm -3. s -1 ), för förbrukning av persulfatjoner är beroende av koncentrationerna av persulfatjoner och jodidjoner. Hastighetsuttrycket för detta förlopp skrivs som ν = [ ] där k 1 är hastighetskonstanten. = [ ][ ] (5) Ι detta försök har försöksbetingelserna valts så att koncentrationen av jodidjoner är konstant. Detta medför att hastighetsuttrycket (5) kan förenklas till ν = [ ] (6) där = [ ] (7) Koncentrationen av jodidjoner hålls konstant genom att låta tiosulfatjoner reagera med den bildade joden. Reaktionen är mycket snabb och återbildar jodidjoner enligt följande 2 + 2 + (8) Detta innebär att ingen nettoproduktion av kommer att kunna registreras förrän alla tiosulfatjoner,, har förbrukats. När alla tiosulfatjoner har förbrukats färgas lösningen blå, då bildar ett blått komplex med stärkelse. Tidpunkten när detta sker betecknas med å. Startkoncentrationen av persulfatjoner sätts till och koncentration vid tiden t sätts till. När hastighetsuttrycket (6) integreras och tiden sätts till å fås uttrycket ln å = å (9) När Arrheniusekvationen logaritmeras fås ekvationen lnk = lna E a (10) RT Genom att bestämma hastighetskonstanten vid olika temperaturer är de möjligt att avsätta lnk mot 1/T och få ett linjärt samband. Aktiveringsenergin och frekvensfaktorn kan därefter bestämmas. 3

Uppgift (Se även svarsblanketten) Bestäm de tider, t blå, det tar för en given mängd av persulfatjoner att reagera vid olika temperaturer. Beräkna hastighetskonstanterna vid olika temperaturer ur ekvation (9) och de korresponderande -värden ur ekvation (7). Använd Arrheniusekvationen och bestäm med hjälp av en graf aktiveringsenergin E a och frekvensfaktorn A utifrån beräknade k 1 -värden och temperaturer. Material och kemikalier 10 st provrör som rymmer minst 20 cm 3, pipettfyllare 3 st pipetter (2 st 10 ml samt 1 st 5 ml dvs. en pipett för respektive lösning) 5 st mindre bägare (50-100 cm 3 ), 5 st större bägare (100-200 cm 3 ) Termometer 0-100⁰C eller 0-50⁰C (helst digital termometer), tidtagarur Glasstav och märkpenna. För att reglera temperaturen ska isvatten och varmt vatten (ca 50-60⁰C) finnas tillgängliga. 0,010 mol/dm 3 K 2 S 2 O 8, 0,50 mol/dm 3 KI, 0,0050 mol/dm 3 Na 2 S 2 O 3, 2% färsk stärkelselösning Utförande Placera de tio provrören i de fem större bägarna, två i varje bägare. De större bägarna skall innehålla vatten med temperaturen mellan 15⁰C till 35⁰C, där ett temperaturintervall på ungefär 5 C är lämpligt. I det ena provröret pipetteras 10,0 cm 3 0,50 mol/dm 3 KI och 5,0 cm 3 0,0050 mol/dm 3 Na 2 S 2 O 3. Det andra provröret skall innehålla 10,0 cm 3 0,010 mol/dm 3 K 2 S 2 O 8 samt 5 droppar 2 % stärkelselösning. Låt provrören stå ca 5-10 minuter i den större bägaren. Ta upp provrören i bägaren med lägst temperatur. Sätt en mindre tom glasbägaren i den större och häll i lösningen från ett av provrören i den tomma bägaren. Häll därefter i lösningen från det andra provröret i bägaren samtidigt som tiden börjar mätas. Rör om med glasstav eller termometer. Notera den tid (anges i sekunder) det tar tills lösningen blåfärgas, dvs. då bildad jod bildar komplex med stärkelse. Temperaturen avläses med 0,5 ⁰C noggrannhet. Upprepa därefter proceduren med de övriga provrören och reglera temperaturen om nödvändigt så att du får bra temperaturintervall. Skulle du få något eller några oväntade resultat upprepa då proceduren med dessa provrör. 4

Svarsblankett till experimentellt prov Namn: Skola: Resultatsammanställning Resultat eller beräkningar som redovisas utanför svarsrutor rättas inte. 1. Anteckna i tabell 1 temperaturen på lösningen i ⁰C samt tiden (i sekunder) det tar för den blå färgen att uppträda, t blå. Tabell 1 Bägare Temp (⁰C) Tid för blå färg, t blå (s) Bägare 1 Bägare 2 Bägare 3 Bägare 4 Bägare 5 2. Beräkna startkoncentrationen a 0 av persulfatjoner. Beräkna också koncentrationsminskningen x, för som reagerat vid tiden t blå. Beräkna sedan koncentrationen å = som återstår av vid tiden t blå. Redovisa dina beräkningar. 5

3. Beräkna för varje försökstemperatur (uttryck (9)). För in beräknade värden i tabell 2. Redovisa dina beräkningar för bägare nr 1. 4. Räkna om temperaturen till absolut temperatur T vid t blå, samt beräkna värdet av ( ). Ange dessa värden i tabell 2. Redovisa beräkningarna för bägare nr 1. 5. Beräkna (uttryck 7) samt ln och för in värdena i tabell 2. Redovisa beräkningarna för bägare nr 1. 6

Tabell 2 Bägare Temp(⁰C) Bägare 1 Bägare 2 Bägare 3 Bägare 4 Bägare 5 Tid för blå färg, t blå (s) (s -1 ) (mol -1 dm 3 s -1 ) 1 (1 ) ln 6. I diagram 2 skall du rita en graf av ln som funktion av 1/T. Diagram 2 7

7. Aktiveringsenergin,, och frekvensfaktorn, A, från uttryck (10) bestäms ur lutningen respektive beräkning ur uttryck 10 via insättning av lutningen och värdena för en punkt på linjen. a) Bestäm ur diagram 2 (ln = f(1/t)) ett värde på lutningen b) beräkna aktiveringsenergin,, uttryckt i kj/mol. c) Beräkna frekvensfaktorn, A. Lämna in hela svarsblanketten till din handledare. 8

Svar och rättningsmall till det experimentella provet Alla resultat skall föras in i svarsblanketten. Resultat eller beräkningar utanför dessa rutor bedöms inte. 1. Antecknat och fått rimliga värden i tabell 1 vad beträffar temperatur och reaktionshastighet. Eleven har redovisat minst fyra relevanta resultat. (18 p) 2. Eleven har beräknat koncentrationsminskningen av samt den återstående koncentrationen a 0 -x, vid tiden t blå. (4 p) 3. Eleven har beräknat för varje försökstemperatur, fört in värdena i tabell 2 samt redovisat beräkningarna för bägare nr 1. (3 p) 4. Eleven har räknat om temperaturen till Kelvin (T), beräknat värdet av 1/T, fyllt i tabell 2 och visat beräkningarna för bägare nr 1. (2 p) 5. Eleven har beräknat ln och fört in dessa värden i tabell 2. (2 p) 6. Eleven har markerat sina mätpunkter i diagram 2 och ritat en linjär graf av ln som funktion av (1/T). (5 p) 7 a) Eleven har bestämt lutningen ur diagram ln = f(1/t). (2 p) b) Eleven har redovisat beräkningarna av aktiveringsenergin, och svarat i kj/mol. (Riktvärde E a 50 kj/mol, under dessa försöksbetingelser) (2 p) c) Eleven har beräknat frekvensfaktorn, A. (2 p) 9

Anvisningar till ledaren för det experimentella provet 2011-03-16 För experimenten behövs följande lösningar: 0,50 mol/dm 3 KI Lösningens koncentration (mol/dm 3 ) ska anges på flaskan som eleven får. Lös upp 83,1 g i 1 dm 3 0,010 mol/dm 3 K 2 S 2 O 8 Lösningens koncentration (mol/dm 3 ) ska anges på flaskan som eleven får. Lös upp 2,7 g i 1 dm 3. Det tar tid att lösa upp kaliumpersulfatet. 0,0050 mol/dm 3 Na 2 S 2 O 3 Lösningens koncentration (mol/dm 3 ) ska anges på flaskan som eleven får. Lös upp 0,79 g i 1 dm 3. (vattenfritt salt) eller 1,24 g i 1 dm 3 (kristalliserat salt Na 2 S 2 O 3 5 H 2 O) 2 % färsk stärkelselösning. 10 gram löslig stärkelse rörs ned i ca 0,5 dm 3 vatten som värms upp försiktigt så att stärkelsen löser sig. Låt lösningen svalna. För varje deltagare ska följande utrustning vara framdukad: Lösningar: 100 cm 3 0,50 mol/dm 3 KI 100 cm 3 0,010 mol/dm 3 K 2 S 2 O 8 100 cm 3 0,0050 mol/dm 3 Na 2 S 2 O 3 Droppflaska 10-100 cm 3 med 2 % färsk stärkelselösning Material: 10 st provrör som rymmer minst 20 cm 3 3 st pipetter: 2 st à 10,0 cm 3 samt 1 st à 5,0 cm 3, en för respektive lösning Pipettfyllare 5 st större bägare (100-250 cm 3 ) som ska fungera som vattenbad. 5 st mindre bägare (50-100 cm 3 ) som måste få plats i den större. En bägare med isvatten samt en bägare med varmvatten (ca 50-60⁰C) skall finnas tillgänglig för alla för att kunna göra lämpliga vattenbad. Glasstav till omrörning Skyddsglasögon Sprutflaska med (avjoniserat eller destillerat) vatten Tidtagarur Termometer 0-100⁰C eller 0-50⁰C (helst digital termometer) Hushållspapper, märkpenna 10