Tehtävä 2. Selvitä, ovatko seuraavat kovalenttiset sidokset poolisia vai poolittomia. Jos sidos on poolinen, merkitse osittaisvaraukset näkyviin.

Transkriptio

1 KERTAUSKOE, KE1, SYKSY 2013, VIE Tehtävä 1. Kirjoita kemiallisia kaavoja ja olomuodon symboleja käyttäen seuraavat olomuodon muutokset a) etanolin CH 3 CH 2 OH höyrystyminen b) salmiakin NH 4 Cl sublimoituminen c) rikkivedyn H 2 S kiehuminen d) soodan Na 2 CO 3 sulaminen Tehtävä 2. Selvitä, ovatko seuraavat kovalenttiset sidokset poolisia vai poolittomia. Jos sidos on poolinen, merkitse osittaisvaraukset näkyviin. a) C=O b) O H c) P Cl d) B F e) Cl N Tehtävä 3. Luokittele alla olevat aineet seuraavasti: alkuaine, yhdiste, homogeeninen seos, heterogeeninen seos. H 2 (g) pronssi NaCl(aq) NaCl(s) kermavaahto Fe(s) H 2 O(l) Tehtävä 4. Opiskelijoiden tehtävänä oli määrittää kolmen kiinteän aineen seoksen massaprosenttinen koostumus. Seos sisälsi seuraavia aineita: hiiltä, kaliumkloridia ja naftaleenia. Seosta punnittiin tarkalleen 1,500 grammaa. Työn loputtua hiilen ja kaliumkloridin massat punnittiin, jolloin tulokseksi saatiin: m(c) = 0,8587 g m(kcl) = 0,1882 g a) Laske seoksen massaprosenttinen koostumus. b) Naftaleeni saatiin erotettua seoksesta sublimoinnilla. Mitä tällä tarkoitetaan? Kirjoita naftaleenin sublimoitumista kuvaava tapahtuma olomuodon symboleita käyttäen. Naftaleenin kaava on C 10 H 8. Tehtävä 5. Suuret nitrosoamiinipitoisuudet voivat aiheuttaa syöpää. Erään oluen nitrosoamiinipitoisuudeksi mitattiin 0,006 ppm. Kuinka monta milligrammaa nitrosoamiinia 0,5 litran oluttölkki tällöin sisälsi? (Oletetaan oluen tiheys veden tiheydeksi.)

2 Tehtävä 6. Selitä seuraavat alkuaineisiin liittyvät käsitteet. Anna esimerkki jokaisesta. a) isotooppi ja allotrooppi b) suhteellinen atomimassa ja massaluku c) isotoopin suhteellinen atomimassa ja alkuaineen suhteellinen atomimassa? Tehtävä 7. Aspartaami on keinotekoinen makeutusaine, joka on 160 kertaa makeampaa kuin tavallinen sokeri. Aspartaamia käytetään mm. light-juomien makeuttajana. Aspartaamin kemiallinen kaava on C 14 H 18 N 2 O 5. Litra Coca-Colaa sisältää 1,52 g aspartaamia. Laske aspartaamin konsentraatio Coca- Colassa. Tehtävä 8. a) Luokittele alla olevat hiilivedyt seuraavasti: alkaani, alkeeni, alkyyni, aromaattinen hiilivety. b) Nimeä kaikki yhdisteet Tehtävä 9 Kirjoita rakennekaava a) jollekin sekundääriselle alkoholille b) jollekin aromaattiselle amiinille c) esterille, joka on muodostunut butaanihaposta ja 1-propanolista d) aldehydille, joka syntyy, kun etanolia hapetetaan f) sille alkoholille, joka syntyy kun 2-butanonia pelkistetään. g) jollekin tyydyttymättömälle, avoketjuiselle, haarautuneelle hiilivedylle. Nimeä kaikki yhdisteet. Tehtävä 10. Kuvaile aineen eri olomuotoja huoneen lämpötilassa hiukkastasolla.

3 RATKAISUT Tehtävä 1 a) CH 3 CH 2 OH(l) CH 3 CH 2 OH(g) b) NH 4 Cl(s) NH 4 Cl(g) c) H 2 S(l) H 2 S(g) d) Na 2 CO 3 (s) Na 2 CO 3 (l) Tehtävä 2 Elektronegatiivisuusarvot ovat C: 2,5 O: 3,5 H: 2,1 P: 2,1 Cl: 3,0 B: 2,0 F: 4,0 N: 3,0 δ+ δ a) sidos on poolinen C=O δ δ+ b) sidos on poolinen O H δ+ δ c) sidos on poolinen P Cl δ+ δ d) sidos on poolinen B F e) sidos on pooliton (atomeilla sama elektronegatiivisuusarvo) Tehtävä 3 H 2 (g) = alkuaine pronssi = homogeeninen seos NaCl(aq) = homogeeninen seos NaCl(s) = yhdiste kermavaahto = heterogeeninen seos Fe(s) = alkuaine H 2 O(l) = yhdiste

4 Tehtävä 4. a) m(seos) = 1,500 g m(c) = 0,8587 g m(kcl) = 0,1882 g Lasketaan naftaleenin massa m(naftaleeni) = m(seos) m(c) m(kcl) = 1,500 g 0,8587 g 0,1882 g = 0,4531 g Eri aineiden osuudet massaprosentteina ovat: 0,8587 g m %(C)= 100% 57,25 % 1,500 g 0,1882 g m %(KCl)= 100% 12,55 % 1,500 g 0,4531g m %(naftaleeni)= 100 % 30,21 % 1,500 g (Vastaukset neljän merkitsevän numeron tarkkuudella.) b) Aineen sublimoituminen tarkoittaa, että se muuttuu suoraan kiinteästä olomuodosta kaasuksi. C 10 H 8 (s) C 10 H 8 (g) Tehtävä 5. Pitoisuus 0,006 ppm tarkoittaa, että oluessa on 0, osaa nitrosoamiinia. Oluen tiheyden avulla voidaan päätellä, että yhden olutlitran massa on g ja 0,5 litran massa täten 500 g. Ratkaistaan, kuinka paljon 0, osuus on tästä massasta: 0, g = g = mg = 0,003 mg

5 Tehtävä 6. a) Isotoopit ovat saman alkuaineen atomeja, joiden ytimessä on eri määrä neutroneja eli niillä on eri massaluku. Esimerkiksi hiilen isotoopit C-12 ja C-13. Allotroopit puolestaan ovat samassa olomuodossa esiintyviä saman alkuaineen eri muotoja, joissa atomit ovat järjestyneet erilailla. Esimerkiksi O 2 ja O 3. b) Suhteellinen atomimassa on alkuaineatomin massa verrattuna hiilen C-12-isotoopin atomin massaan, joka on tasan 12, Esimerkiksi hopean suhteellinen atomimassa on 107,87. Massaluku puolestaan on atomin ytimessä olevien protonien ja neutronien kokonaismäärä. Esimerkiksi C-12 massaluku on 12. c) Eri alkuaineilla voi olla useita luonnossa esiintyviä, pysyviä isotooppeja. Näiden kunkin suhteellinen atomimassa on saatu vertaamalla sitä C-12-isotoopin atomimassaan, joka on tasan 12,00000 Esimerkiksi Ca-40 isotoopin suhteellinen atomimassa A = 39, Alkuaineen atomimassa sen sijaan on eri isotooppien esiintymisprosentilla painotettu suhteellisten atomimassojen keskiarvo. Siten esimerkiksi kalsiumin atomimassa A r = 40,08. Tehtävä 7. m(c 14 H 18 N 2 O 5 ) = 1,520 g V(Coca-Cola) = 1,00 l M(C 14 H 18 N 2 O 5 ) =? c(c 14 H 18 N 2 O 5 ) =? Aspartaamin moolimassa on M(C 14 H 18 N 2 O 5 ) = 294,304 g/mol Aspartaamin ainemäärä on 1, 52 g 3 n(c14h18n2o 5) = = 5, mol 294,304 g/mol Coca-Colan aspartaamikonsentraatio on = n(c H N O ) 5,1647 mol V(Coca-Cola) 1,00 l = 5, mol/l 5, mol/l c(c14h18n2o 5) = Tehtävä 8 Hiilivetyjen luokittelu: alkaani = 2 ja 6 alkeeni = 1, 5 alkyyni = 4 aromaattinen yhdiste = 3 Hiilivetyjen nimet:

6 1 = propeeni 2 = 2-metyylipropaani 3 = metyylibentseeni 4 = etyyni 5 = 2-metyyli-1-buteeni 6 = metaani Tehtävä 9 Nimet ovat a) 2-propanoli b) aminobentseeni (aniliini) c) butaanihapon propyyliesteri eli propyylibutanaatti d) etanaali e) 2-butanoli f) 2-metyyli-1-propeeni Tehtävä 10 Huoneen lämpötilassa kiinteässä olomuodossa esiintyvällä aineella hiukkaset ovat pakkautuneet hyvin lähekkäin ja muodostavat kiteisillä aineilla hilarakenteen. Amorfisilla kiinteillä aineilla tällaista hilarakennetta ei ole. Hilassa tapahtuu vain rakenneyksiköiden välistä värähtelyä. Nestemäisessä olomuodossa aineen hiukkasten välillä on vähemmän / heikompia vetovoimia kuin kiinteässä olomuodossa. Nesteessä hiukkaset pääsevät liukumaan toistensa lomitse ja neste mukautuu astian muotoon. Kaasumaisessa olomuodossa hiukkaset liikkuvat vapaasti joka suuntaan ja hiukkasten välillä on vain vähän / hyvin heikkoja vetovoimia. Kaasut diffuntoituvat siihen suuntaan, jossa molekyylien määrä on pienempi.

7