Umeå Universitet Kodnummer... Allmän kemi för miljö- och hälsoskyddsområdet Lärare: Olle Nygren och Roger Lindahl Tentamen i Kemi för miljö- och hälsoskyddsområdet: Allmän kemi och jämviktslära 29 november 2011 9.00-15.00 Hjälpmedel: Miniräknare och SI Chemical Data. Formelsamling och periodiska systemet finns i slutet av tentan. Skriv tydligt så att man kan följa tankegången så att ingen tveksamhet uppstår vid rättningen. Kom ihåg att skriva ut enheter samt ett tydligt svar på beräkningsuppgifter. Provet omfattar 36 poäng. För godkänt krävs 18 poäng (50%). Glöm ej att skriva kodnummer på varje ark. Lycka till!
1. Det finns ett antal värden och parametar förknippade med ett grundämne. I figuren nedan finns bokstäverna Gä (grundämne vilket som helst) med rutor som saknar uppgift. Ange vad som ska stå i respektive ruta och hur det betecknas? (1p) Gä 2. Grundämnena har bokstavssymboler och sorteras i periodiska systemet in i olika grupper. För följande grundämnen: Aluminium, Argon, Arsenik, Antimon, Bly, Bor, Fluor, Guld, Helium, Jod, Kadmium, Kalcium, Kalium, Kisel, Klor, Kobolt, Kol, Koppar, Kvicksilver, Litium, Magnesium, Mangan, Natrium, Silver, Svavel, ange bokstavssymbol och vilka som tillhör gruppen (2p) a. Alkalimetaller b. Alkaliska jordartsmetaller c. Metaller d. Övergångsmetaller e. Halvmetaller (metalloider) f. Icke metaller g. Halogener h. Ädelgaser 3. Rangordna från vänster till höger nedanstående typer av elektromagnetisk strålning och ange riktning för ökande våglängd, ökande frekvens och ökande energi. Mikrovågor, synligt ljus, gammastrålning, radiovågor, infrarött ljus, Röntgenvågor och ultraviolett ljus. (1p) 4. En förkromningsanläggning misstänks ha släppt ut processvatten med för hög halt sexvärt krom i en mindre damm. Du tar ett vattenprov från dammen. Du har tillgång till en spektrofotometer och följande kemikalier natriumkromat (Na 2 CrO 4 ), som kan lösas i vatten och ge en lösning med sexvärt krom, difenylkarbazid (ett fast ämne som i sur miljö reagerar specifikt med sexvärt krom och bildar ett kraftigt violettfärgat komplex, som absorberar ljus vid 540 nm), 0,5 M svavelsyralösning samt kolvar,
bägare, mätflaskor och mätpipetter. Beskriv hur du gör för att analysera halten sexvärt krom i vattenprovet? (3p) 5. Vilka bindningar finns det i saltet natriumacetat? Redogör utförligt. Rita Lewisstruktur, med elektroner, för natriumacetat.(2p) 6. Vad menas med elektronegativitet och vilken betydelse har den vid bestämning av den kemiska bindningens typ?(1p) 7. Namnge alla fasövergångar mellan gasfas, vätskefas och fast fas.(2p) 8. Följande frågor avser gaser.(1p) a. Vad är ångtryck? b. Vad är partialtryck? c. Vilket lufttryck är normalt lufttryck? 9. Sprängämnet nitroglycerin, (C 3 H 5 (NO 3 ) 3 ), är vid rumstemperatur en vätska som lätt exploderar och då bildas koldioxid, kvävgas, vatten och syrgas. a. Skriv reaktionsformel för nitroglycerins sönderfall.(1p) b. Beräkna det tryck som uppstår när 1,00 g nitroglycerin exploderar i en sluten evakuerad behållare med volymen 250 cm 3 om temperaturen blir 1950 C.(3p) 10. Förklara skillnaden mellan en elektrolytlösning och en ickeelektrolytlösning. (1p)
11. För analys av koppar i vatten behövs en stamlösning med koppar från vilken man kan späda standardlösningar. Det kan man göra genom att lösa ett kopparsalt i vatten. Hur mycket Koppar(I)sulfat behöver vägas in för att göra 250 ml av en kopparlösning med koncentrationen 100 mg koppar/l? (2p) 12. Ange synonyma uttryck till exoterm, endoterm, entalpi och entropi.(1p) 13. Beräkna ΔS och ΔG för reaktionen C(s) + O 2 (g) CO 2 (g) som sker vid standardtillstånd och temperaturen 298,15 K. (3p) Avgör om reaktionen kan ske spontant.(1p) Använd värdena: C(s) S o = 6 J K 1 mol 1 O 2 (g) S o = 205 J K 1 mol 1 CO 2 (g) S o = 214 J K 1 mol 1 och ΔH o f = 394 kj mol 1 14. Om du blandar till en syralösning genom att tillsätta 3 g salpetersyra till 500 ml vatten. Vad får du för ph i den lösningen? (2p) 15. För att stabilisera vattenprov vid ph 4,5 behöver du 0,5 L av en 0,2 M buffertlösning. a. Vilken av av dessa syror väljer du för detta? Fosforsyra (pk a =2,16), Ättiksyra (pk a =4,76), Kolsyra (pk a =6,35) eller Borsyra (pka=9,24) (1p) b. Beskriv och beräkna hur du ska blanda till buffertlösningen? (3p)
16. a. Ange vilka faktorer som påverkar reaktionshastigheten? (1p) b. Med jod i gasfas finns följande jämvikt 2I(g) I 2 (g) med reaktionshastigheten = k[i] 2. Vid samma temperatur, hur påverkas reaktionshastigheten om koncentrationen av [I] fördubblas? (2p) 17. En redox reaktion består av två delar. Utifrån ovanstående reaktionsformel 4Fe(s) + 3O 2 (g) 2Fe 2 O 3 (s) a. Ange vad respektive del reaktion kallas och karakteriseras av? (1p) b. Ge reaktionsformel för respektive del reaktion? (1p)
Konstanter och ekvationer för kursen Kemi för miljö- och hälsoskyddsområdet Matematik / För 0: Allmän kemi N A = 6.022 x 10 23 mol -1 Molaritet: ä ö Spektroskopi Lösningar och deras koncentration Molaritet: ä ö Molalitet: ä ö Molbråk för ämne A: Massprocent av ämne A = Termodynamik och kemisk jämvikt 100 å där h = 6.626 x 10-34 Js och c = 3 x 10 8 m/s A log Gaser där R = 0,0821 dm 3 *atm/k/mol för p i [atm], V i [dm 3 ], T i [K], n i [mol] Kinetik För reaktionen: A + B C hastighet e^ där R = 8,314 J/(mol*K) där R = 8,314 J/(mol*K) För reaktionen: 1J + 2K 3L + 4M Syror och baser log 10 10 14 14