Yleiset ohjeet opettajan arvioinnin tueksi kemian pisteytykseen syksy 2015

Transkriptio

1 Yleiset ohjeet opettajan arvioinnin tueksi kemian pisteytykseen syksy 2015 Tätä paperia ei ole tarkoitettu jaettavaksi opiskelijoille. Esimerkkejä selkeästä alustavasta arvostelusta - Tehtävän eri osat arvostellaan 1/3 pisteen tarkkuudella ja osapisteet merkitään selkeästi kunkin kohdan vierelle marginaaliin. - Kokonaispistemäärä merkitään selkeästi vastauksen loppuun pyöristettynä kokonaislukuna. - Virheet merkitään alleviivaamalla kyseinen kohta tai pitkät kohdat merkitsemällä pystyviiva kyseiseen kohtaan - Katkoviivaa voi käyttää merkitsemään epätarkkaa ilmaisua vastaavalla tavalla. - Virheellisen tai ongelmallisen kohdan marginaaliin voi tehdä lyhyitä selventäviä merkintöjä. - Vastauksen loppuun voi merkitä tarvittaessa arvosteluun liittyviä seikkoja. - Esimerkkejä lyhyistä merkinnöistä marginaalissa o (-1/3 p.) o virheen siirtyminen eteenpäin (VSE), ruotsiksi felet fortplantas (FF) o numerotarkkuus (NT), ruotsiksi siffernoggrannhet(sn) o periaatevirhe o puuttuva piste o 3 oikein, 2 väärin o yksikkö o väärinpäin - Esimerkkejä merkinnöistä vastauksen lopussa o Epätyypillinen vastaus, mutta xxx-lähteen mukaan on mahdollinen. o Vastauksen periaate on oikein, mutta kopioimisvirheestä lähtien tulokset ovat väärää suuruusluokkaa. o Vastauksen ansiot: kuvaajan analyysi ja yhdistäminen taustatietoon. Puutteet: epätäsmällinen käsitteistö - Esimerkkejä o Virheellisen lukuarvon ensimmäinen esiintyminen alleviivataan. Jos loppuosa laskusta on periaatteeltaan oikea, muita lukuja ei alleviivata, vaan merkitään, että virhe on siirtynyt eteenpäin. o Jos kuviossa on pieni virhe, kuviosta alleviivataan virheellinen osa siten, että kokelaan vastaus jää selkeästi näkyviin. Jos alleviivaus ei onnistu kokelaan vastausta peittämättä, alleviivataan koko kuvio ja virhe selitetään lyhyesti marginaalissa. o Virheellisen numerotarkkuuden voi merkitä alleviivaamalla ylimääräiset numerot tai alleviivaamalla koko luvun ja merkitsemällä marginaaliin NT o Esseevastauksen ansioita ja puutteita voi merkitä vastauksen loppuun tai + ja - - symboleilla marginaaliin.

2 Esimerkkejä tyypillisistä virheistä kemian vastauksissa Näistä voi saada tukea, jos tehtäväkohtaisesti ei ole määritelty tarkempia ohjeita. Pistemenetykset eivät johda negatiivisiin pisteisiin yhdessäkään tehtävän kohdassa. Laskennalliset tehtävät: Lausekkeiden ja suureyhtälöiden muodostaminen ja ratkaiseminen Ratkaisua on vaikea hahmottaa 50 % kyseisen osuuden pisteistä - oleelliset reaktioyhtälöt ja sanalliset tai laskennalliset perustelut puuttuvat, vaikka laskennallinen tulos on oikein Karkeat virheet 2 p. tai enintään - virhe, joka johtaa väärään yksikköön, väärään lausekkeeseen tai muuten epämielekkääseen tulokseen kyseisen kohdan ja loppuosan pisteiden menetys - reaktioyhtälöiden kertoimien huomioiminen puuttuu tai väärinpäin - rajoittavaa tekijää ei ole perusteltu Merkittävät virheet - virheet, jotka johtavat mielekkääseen, mutta väärään tulokseen - yksikönmuunnosten virheet Pienet virheet - pienet merkintä-, pyöristys-, näppäily- ja kopioimisvirheet, jotka vaikuttavat vähän tulokseen - esim. 1,012 mol = 1,021 mol Mitättömät virheet - siirtovirheet, jotka eivät vaikuta tulokseen Merkinnät, välitulokset ja lopputulos Lopputuloksen numerotarkkuus ei vastaa tehtävänantoa. (Pieni vaihteluväli hyväksytään tehtäväkohtaisesti, yleensä yksi merkitsevä numero enemmän hyväksytään.) Liikaa pyöristettyjä välituloksia on käytetty laskuissa siten, että lopputulos muuttuu. Lopputuloksen yksikkö on väärin tai puuttuu Lukuarvosijoituksia puuttuu lausekkeista Yksiköitä puuttuu lukuarvosijoituksista (murto- tai toisen asteen yhtälöt voi ratkaista ilman yksiköitä, kunhan vastauksessa annetaan yksikkö) 1 p. tai enintään kyseisen pisteytetyn kohdan menetys 1/3 p./virhe, mutta yhteensä enintään kaksi kolmasosaa kyseisen tehtävänosan pisteistä 0 p. eli ei pistevähennyksiä yleensä 2/3 p./tehtävä 2/3 p. tai enintään lopputuloksen pisteiden menetys 1 p. tai enintään lopputuloksen pisteiden menetys jos ratkaisu on muuten ymmärrettävä ja virheetön, ei pistevähennyksiä kaikki puuttuvat, 1/3 p.

3 Muita esimerkkejä Tehtävään on annettu oikea ja väärä vastaus (ei koske kopiointivirheitä). 0 p. kyseisestä osuudesta Kemian kannalta epätäsmällisestä kielenkäytöstä, huolimattomasti piirretyistä orgaanisten yhdisteiden rakennekaavoista tai huolimattomasta kaavojen kirjoittamisesta sekä virheellisistä nimistä vähennetään 0-1 p. - NTP-olosuhteet on tulkittu virheellisesti 1 p./virhetyyppi - epätäsmällinen käsitteistö esseevastauksessa - alkuaine on vaihtunut (kuten Mn/Mg tai Tl/Ti) siten, 2/3 p./virhetyyppi että se vaikuttaa ratkaisuun - elektrodien merkit tai anodi/katodi ovat väärinpäin - tasapainotehtävässä on käytetty approksimaatiota ilman perustelua - tehtävässä pyydetyn reaktioyhtälön kertoimet ovat 1/3 p./virhetyyppi monikertaiset tai murtoluvut - tehtävässä pyydetystä epäorgaanisesta reaktioyhtälöstä puuttuu olomuoto tai olomuodot - orgaanisesta rakennekaavasta puuttuu yksittäisiä vetyjä - orgaanisten yhdisteiden hiiliatomien numerointi on väärin - orgaaniseen suolaan on merkitty kovalenttinen sidos ionien välille - yksittäinen kirjoitusvirhe käsitteessä 0 p./virhetyyppi - väliviivan puuttuminen orgaanisen yhdisteen nimessä

4 1. Yhdiste Käyttökohde propanoni kynsilakan poistoaine / liuotin etaanihappo säilöntäaine etyylibutanaatti aromiaine 1,2-etaanidioli jäähdytysaine / jäätymisenestoaine 2,2,4-trimetyylipentaani oktaaniluvun määrittäminen / polttomoottorin nakutuksen estäminen 1,2,3,4,5-pentahydroksipentaani makeutusaine 6 x 1 p. - etaanihappo - aromiaine, 1 p. - 1,2,3,4,5-pentahydroksipentaani aromiaine, 2/3 p. - oikea ja väärä vaihtoehto, 1/3 p, useampia vääriä valintoja/yhdiste, 0 p. 2. a) Magnetiitin koostumus: FeO:ssa raudan hapetusluku on +II 1/3 p. Fe2O3, jossa raudan hapetusluku on +III 2/3 p. - Fe2O3, 1/3 p., hapetusluku, 1/3 p. b) Rajoittavan tekijän määrittäminen n(fe3o4) = m/m = 300,0 g/(231,55 g/mol) = 1,2956 mol n(h2) = m/m = 10,0 g/(2,016 g/mol) = 4,9603 mol 2/3 p. Täydelliseen reaktioon tarvitaan vetyä vähintään 4 n(fe3o4) = 4 1,2956 mol = 5,1825 mol > 4,9603 mol joten H2 on rajoittava tekijä. 2 p. Teoreettinen saanto rautaa on tällöin n(fe)teor. = ¾ n(h2), missä stoikiometria tulee reaktioyhtälöstä 1 p. m(fe)teor. = nm = ¾ 4,9603 mol 55,85 g/mol = 207,77 g 1/3 p. todellinen saanto / teoreettinen saanto = 195 g/207,77 g = 0,939 Prosentuaalinen saanto on 93,9 %. (93,85 % tai 94 %) 1 p. - Jos rajoittava tekijä todettu ilman perusteluja tai puutteellisin perusteluin, max 4 p. - Rajoittava tekijä kokonaan mainitsematta tai väärin perusteltu, mutta vedyn avulla vastaukseksi saatu 93,9 %, max 3 p. - Jos rajoittava tekijä huomioimatta ja saatu magnetiitin avulla vastaukseksi 217,1 g ja prosentuaaliseksi saannoksi 89,8 %, max 2 p. 3. a) Neutraalissa vesiliuoksessa [H+] = [OH ]. 2/3 p. (Neutraalin liuoksen ph = 7,00, kun lämpötila on 25 C.) - Selitetty vain ph = 7, 1/3 p. Esim. NaCl(aq), vesi 1/3 p. b) Amfolyytti on aine, joka voi toimia sekä happona että emäksenä. 2/3 p. Esim. vetysulfaatti-ioni, HSO4, vesi 1/3 p. c) Heikko happo protolysoituu vesiliuoksessa vain osittain, eli tasapainossa vain osa happomolekyyleistä on luovuttanut vetyionin eli protonin (vesimolekyyleille). 2/3 p. (Happovakio on alle 1 mol/l). - Selitetty vain happovakiolla, 0 p. Esim. etaanihappo, (jonka Ka = 1,8 10 ⁵ mol/l.) 1/3 p. - Happovakion yksikkö puuttuu, ei vähennystä

5 d) Polyproottinen happo luovuttaa useamman kuin yhden vetyionin, protonin (vedelle). 2/3 p. Esim. hiilihappo H2CO3. 1/3 p. e) Hapan suola on ionirakenteinen yhdiste (ioniyhdiste), 1/3 p. joka veteen liuetessaan muodostaa happaman vesiliuoksen. 2/3 p. (Tyypillisesti kyseessä on suola, joka on muodostunut vahvan hapon ja heikon emäksen reaktiosta.) - Selitetty vain vahvan hapon ja heikon emäksen reaktiolla ilman selventäviä reaktioyhtälöitä, 1/3 p. Esim. NH4Cl(s) NH4+(aq) + Cl (aq), NH4+(aq) + H2O(l) NH3(aq) + H3O+(aq) - valittu sopiva esimerkki 1/3 p. - osoitettu liuoksen happamuus reaktioyhtälöllä 2/3 p. - myös +2 ja +3 metallikationeja sisältäviä suoloja voi käyttää esimerkkinä, tällöin happamuuden osoittaminen tulee osoittaa akvakompleksin protolysoitumisella - jos esimerkkinä on veteen niukkaliukoinen suola, 0 p.

6 4. a) 4-etyyliheks-2-eeni (1-)etyyli-3-metyylisyklopentaani 4-etyyli-2-hekseeni 3- etyyli-1-metyylisyklopentaani, -0 p. - Yhdisteeksi B hyväksytään myös 1-metyyli-3-propyylisyklobutaani 3-metyyli-1-propyylisyklobutaani, -0 p. C 3-etyyliheksaani kaavat 3 x 2/3 p. nimet 3 x 2/3 p. - rakennekaavojen erilaiset esitystavat hyväksytään - jos rakennekaava on väärä, sekä rakenteesta että nimestä 0 p. b) Yhdisteellä B esiintyy myös optista isomeriaa, 2/3 p. koska sillä on rakenteessaan kaksi kiraalista hiiltä (merkitty kuvaan). 2 x 1/3 p. Yhdisteillä A ja C ei ole kiraalisia hiiliä. - vääriä kiraalisia hiiliä merkitty, 0 p. - jos 1-metyyli-3-propyylisyklobutaani piirretty yhdisteeksi B, ei millään yhdisteistä esiinny optista isomeriaa (2/3 p.) koska molekyyleissä ei ole kiraalisia hiiliä (1/3 p.) eli hiiliatomeja, joihin on kiinnittynyt neljä erilaista atomiryhmää (1/3 p.) Kaikilla yhdisteillä esiintyy myös konformaatioisomeriaa, 1/3 p. sillä yksinkertainen sidos sallii atomien pyörimisen sidosakselin ympäri, jolloin sama molekyyli voi esiintyä useassa konformaatiossa sidosten katkeamatta. 1/3 p. - jos rakenneisomeriaa esitetty edellisten lisäksi, -1 p.

7 5. a) Uima- tai laskettelulasit estävät haihtuvien rikkiyhdisteiden pääsyn silmiin. 1 p. b) Mikroaaltouunin säteily kuumentaa sipulia kauttaaltaan, joten vaikutus ulottuu myös sipulin sisäosiin. Kuumennus denaturoi entsyymien proteiineja. / Entsyymien aktiivisuus pienenee korkeassa lämpötilassa. 1 p. - rikkiyhdisteet haihtuvat mikrossa kuumennettaessa, joten ärsytys leikattaessa vähenee, 1/3 p. c) Terävä veitsi rikkoo vähemmän soluja kuin tylsä veitsi. Tällöin rikkiyhdisteitä vapautuu vähemmän. 1 p. d) Rikkiyhdisteet reagoivat veden kanssa/liukenevat veteen. Reaktiossa muodostuva rikkihappo ei ole haihtuva yhdiste eikä pääse ärsyttämään silmiä. 1 p. e) Viilentäminen hidastaa reaktionopeutta. / Viilentäminen pienentää entsyymien aktiivisuutta. 1 p. Viilentäminen vähentää yhdisteiden haihtumista. 1 p. - kohmeinen sipuli on helpompi leikata, jolloin soluja rikkoutuu vähemmän, 1 p. 6. a) Kun epäjalompi (Mg tai Zn) metalli kytketään jalompaan, suojattavaan metalliin syntyy sähköpari, 1/3 p. jossa suojattava metalli toimii katodina ja epäjalompi metalli toimii ns. uhrautuvana anodina, joka hapettuu eli liukenee. 2/3 p. b) Katodilla tapahtuvat seuraavat pelkistymisreaktiot annetussa järjestyksessä: 1. Ag+ + e Ag E = +0,80 V 2. Cu²+ + 2 e Cu E = +0,34 V 1/3 p. Koska ionien konsentraatiot ovat liuoksessa samat, katodilla aineet pelkistyvät pelkistymisreaktioiden normaalipotentiaalien mukaisessa järjestyksessä. Ensin pelkistyy aine, jonka normaalipotentiaali on suurin, ja viimeisenä aine, jonka pelkistymisreaktion normaalipotentiaali on pienin. 2/3 p H2O(l) + 2 e 2 OH (aq) + H2(g) E = 0,83 V (Na+ + e Na E = 2,71 V) Normaalipotentiaalien mukaisesti vesi pelkistyy katodilla (ennen natriumia). 1 p. Natriumia ei voi pelkistyä vesiliuoksesta, eli natriumin pelkistymisreaktiota ei tapahdu.1 p. c) Alumiini liukenee voimakkaan emäksiseen liuokseen ja syntyy vetykaasua. 2/3 p. Muodostetaan kokonaisreaktioyhtälö Pelkistyminen: 6 H2O(l) + 6 e 3 H2(g) + 6 OH (aq) Hapettuminen: 2 Al(s) + 8 OH (aq) 2 [Al(OH)4] (aq) + 6 e E = 0,83 V E = +2,31 V Kokonaisreaktio: 2 Al(s) + 2 OH (aq) + 6 H2O(l) 2 [Al(OH)4] (aq) + 3 H2(g) 2/3 p. E = +1,48 V 2/3 p. > 0, reaktio on spontaani.

8 7. Vastauksessa on annettu menetelmä, jonka perusteella havaitaan ero yhdisteiden välillä, 2/3 p. Menetelmä on perusteltu yhdisteiden kemiallisten tai fysikaalisten ominaisuuksien avulla, 1/3 p. Muukin perusteltu ja järkevä menetelmä käy. 6 x 1 p. Esimerkkejä mahdollisista koejärjestelyistä: 1: vettä vai etanolia - Arviontiesimerkki: Polttotesti (1/3 p.): Vesi ei pala, etanoli palaa (1/3 p.), etanoli on orgaaninen happiyhdiste (1/3 p.) - Liukoisuustesti: Natriumkloridi tai jokin muu runsasliukoinen suola liukenee veteen, mutta ei etanoliin, vesi on poolisempi kuin etanoli. - Kiehumispisteen määritys - Tiheysmittaus 2: etanolia vai asetonia - Hapettumistesti kaliumpermanganaatilla: Etanoli on primäärinen alkoholi, joka hapettuu, jolloin violetti väri muuttuu. Asetoni, ketoni, ei hapetu, ja kaliumpermanganaatin väri ei muutu. - Kiehumispiste: Etanolilla on korkeampi kiehumispiste kuin asetonilla. Etanolimolekyylien välillä on vetysidoksia. Asetonimolekyylien välillä on dipoli-dipolisidoksia. - Liukoisuustesti vain huolella perusteltuna - Tiheyden mittaus ei sovellu näille aineille 3: asetonia vai etikkahappoa - Happamuus: Etikkahapon vesiliuos on hapan, ja asetonin vesiliuos on neutraali. - Kiehumispiste: Etikkahapolla on korkeampi kiehumispiste kuin asetonilla, koska etikkahappomolekyylien välillä on vetysidoksia. Asetonimolekyylien välillä on dipoli-dipolisidoksia. - Sulamispiste - Tiheysmittaus - Polttotesti 4: etikkahappoa vai trimetyyliamiinia - Happamuus: Etikkahapon vesiliuos on hapan, ja trimetyyliamiinin vesiliuos on emäksinen. Ero havaitaan indikaattorin värinmuutoksena. (Indikaattorina voi käyttää esimerkiksi bromitymolisinistä.) - Natriumhydroksidin lisääminen: Etikkahappo neutraloituu, jolloin eksotermisessä reak-tiossa vapautuu lämpöä ja astia kuumenee. (Natriumhydroksidin lisääminen pienentää trimetyyliamiinin liukoisuutta veteen.) 5: trimetyyliamiinia vai heksaania - Happamuus: Trimetyyliamiinin vesiliuos on emäksinen. Heksaani ei muuta indikaattoripaperin väriä, se on neutraalia. (Indikaattorina voi käyttää esimerkiksi bromitymolisinistä.) Heksaani ei liukene veteen. - Liukoisuus: Trimetyyliamiini on poolinen yhdiste, ja se liukenee veteen. Heksaani on pooliton yhdiste, eikä se liukene veteen. - Polttotesti 6: heksaania vai vettä - Liukoisuus: Natriumkloridi tai jokin muu runsasliukoinen suola liukenee pooliseen veteen, mutta ei poolittomaan heksaaniin. - Liukoisuus: Jos lisätään vettä, heksaania sisältävässä pullossa muodostuu kaksi kerrosta, vettä sisältävässä ei (pooliton/poolinen).

9 - Polttotesti: Heksaani on hiilivety, ja se palaa. Vesi ei pala. - Tiheysmittaus Jos menetelmänä on maistaminen, 0 p. kyseisestä kohdasta. Jos menetelmä perustuu varovaiseen haistamiseen, haistamisen turvallisuus on perusteltu ja yhdisteen tai yhdisteryhmän tyypillinen haju on kuvailtu, 2/3 p. kyseisestä kohdasta. 8. a) = [ ] [ ] [ ] 1/3 p. Tasapainossa 61,3 % eli 0,1226 mol/l SO2:sta oli reagoinut SO3:ksi 1/3 p. 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g) alussa (mol/l) 0,200 1,00 0 tasapainossa (mol/l) 0,200 2x 1,00 x 2x 1 p. 2x = 0,1226 x = 0,0613 1/3 p. = [ ] = ( mol/l) = 2,67284 l/mol 2,7 l/mol [ ] [ ] ((, )mol/l) (, )mol/l) Tasapainovakio kokeen lämpötilassa on 2,7 l/mol (tai 2,67 l/mol) 1 p. - laskettu ainemäärillä, max 2 p. - tasapainovakion lauseke väärin päin (K = 0,37 mol/l), max 2 p. - taulukosta puuttuu kerrointen vaikutus tai lausekkeesta eksponentit puuttuvat karkea virhe virheen siirtymistä eteenpäin (VSE) ei hyväksytä pisteiden kertyminen päättyy - tasapainovakion yksikkö puuttuu tai väärin, -1/3 p. b) Taulukkokirjasta Hf -arvot Reaktio on eksoterminen 1/3 p. Perusteltu reaktioentalpian avulla H = [2 ( 395,2)] kj [2 ( 296,9) + 0] kj = 196,6 kj 2/3 p. - palamisreaktion eksotermisyys ei riitä perusteluksi Tasapaino siirtyy lämpötilan laskiessa lämpöä tuottavaan eli eksotermiseen suuntaan (Le Châtelier n periaate). 2/3 p. Koska reaktio on eksoterminen, tasapaino siirtyy reaktiotuotteiden suuntaan. 1/3 p. Kun lämpötila laskee, sekä etenevä reaktio että palautuva reaktio hidastuvat. Palautuva reaktio hidastuu hetkellisesti enemmän, mikä aiheuttaa tasapainon siirtymisen tuotteiden suuntaan. 1 p.

10 9. O OCH 2 CH 3 H 2, kat. A O OCH 2 CH 3 H +, H 2 O B O OH + C OH Yhdisteet A, D, E, F ja G: 1 p./yhdiste Yhdiste B: 2/3 p. Yhdiste C: 1/3 p. - yhdisteeksi F hyväksytään myös: - yhdisteeksi G hyväksytään myös typpihapon ja hydroksyyliryhmän välisessä reaktiossa syntyvä yhdiste Yhdisteessä G hyväksytään myös muihin aromaattisen renkaan hiiliatomeihin kiinnittynyt nitroryhmä/-ryhmiä. - rakennekaavojen erilaiset esitystavat hyväksytään - yhdisteeksi E annettu vain anti-markovnikov tuote, 2/3 p. 10. a) Liukoisuus (mol/l): 56,9 mg/l / 535,126 g/mol = 1, ⁴ mol/l = c 1/3 p. [CH3(CH2)14COO]2Mg(s) Mg²+(aq) + 2 CH3(CH2)14COO (aq) tasapainossa (mol/l) c 2c 2/3 p. Ks = [Mg²+] [CH3(CH2)14COO ]² = c (2c)² = 4 c³ = 4,8 10 ¹² (mol/l)³ 2/3 p. Q = 0,60 10 ³mol/l (0, ³mol/l)² = 4,2 10 ¹² (mol/l)³ < Ks, 2/3 p. joten ei saostu. 2/3 p.

11 - taulukosta puuttuu kerrointen vaikutus tai lausekkeesta eksponentit puuttuvat karkea virhe virheen siirtymistä eteenpäin (VSE) ei hyväksytä pisteiden kertyminen päättyy - jos on laskettu ionien yhteismassa ja verrattu liukoisuuteen, esim. m[ch3(ch2)14coo - ]=0,1073 g ja m(mg + )=0,07293 g. Yhteensä ioneja on 0,1802 g Liukoisuus 56,9 mg/l * 5,0 l = 0,2845 g, joten ioneja on vähemmän, kuin liukoisuuden mukaan liuokseen mahtuisi liukenemaan periaatevirhe, ionien konsentraatioiden tulo huomioimatta, 0 p. b) [CH3(CH2)14COO]2Mg(s) Mg²+(aq) + 2 CH3(CH2)14COO (aq) alussa (mol/l) tasapainossa (mol/l) 0,60 10 ³ 0, ³ x 0,60 10 ³ x 0, ³ 2x 1p. (Saostumista tapahtuu, joten x > 0 ja alkukonsentraatiot rajoittavat 0,60 10 ³ x > 0 sekä 0, ³ 2x > 0 eli 0 < x < 4,2 10 ⁵) Ks = [Mg²+] [CH3(CH2)14COO ]² = (0,60 10 ³ x) (0, ³ 2x)² = 3,3 10 ¹² (mol/l)³ 1/3p. JOKO Jos magnesiumpalmitaattia saostuu 30 mg, x = 0,030 g / (535,126 g/mol 5,0 l) = 1, ⁵ mol/l 2/3 p. Sijoitetaan arvo ionitulon lausekkeeseen. Q = (0,60 10 ³ x) (0, ³ 2x)² = 2,2 10 ¹² (mol/l)³ Ks = 3,3 10 ¹² (mol/l)³ Q < Ks eli ionien konsentraatiot ovat pienempiä kuin kylläisessä liuoksessa. Magnesiumpalmitaattia saostuu alle 30 mg. 1 p. TAI laskimella (0,60 10 ³ x) (0, ³ 2x)² = 3,3 10 ¹² 4x³ + 0,002736x² 2, ⁷ x + 9, ¹³ = 0 x = 4, ⁶, muut juuret 8,1 10 ⁵ ja 6,0 10 ⁴ eivät käy 2/3 p. Magnesiumpalmitaattia saostuu 4, ⁶ mol/l 5,0 l 535,126 g/mol = 0,013 g, joten saostuu alle 30 mg. 1 p. - karkeat virheet, VSE ei hyväksytä +11. a) Massan muutos on selitetty 2/3 p. ja poistuvat kaasut on tunnistettu. 3x1/3 p. Hajoamislämpötilat 2/3 p. ja lämpötila-alueet on annettu (±20 C) 2/3 p. Kysytty reaktioyhtälö on annettu. 2/3 p. - jos olomuotosymbolit väärin tai puuttuvat -1/3 p. Reaktioyhtälö on perusteltu laskennallisesti kuvan tietojen avulla. 1 1/3 p.

12 Massa vähenee, sillä hajoamisreaktiot tuottavat kaasuja. lämpötila-alue / hajoaminen alkaa pysyvä yhdiste / reaktio poistuva kaasu pysyvä (25) 100 C CaC2O4 H2O(s) hajoaa 100 C CaC2O4 H2O(s) CaC2O4(s) + H2O(g) H2O(g) pysyvä C CaC2O4 (s) hajoaa 400 C CaC2O4 (s) CaCO3(s) + CO(g) CO(g) pysyvä C CaCO3(s) hajoaa 690 C CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) CO2(g) pysyvä 840 (950) C CaO(s) Kolmannessa vaiheessa massanmuutos on 61,6 % 31,5 % = 30,1 %. Massa ennen 3. vaihetta on 0,7244 g 0,7244 g 0,315 = 0,4962 g = m(caco3). Poistunut osa: M(x) = m(x) M(CaCO3)/m(CaCO3) = 0,301 0,7244 g 100,09 g/mol/0,4962 g = 43,98 g/mol, mikä vastaa CO2:n moolimassaa: (12, ,00) g/mol = 44,01 g/mol. TAI Jäljelle jäänyt osa: M(y) = m(y) M(CaCO3)/m(CaCO3) = 0,384 0,7244 g 100,09 g/mol/0,4962 g = 56,11 g/mol M(CaO) TAI m(x)/m(x) = m(cac2o4 H2O)/M(CaC2O4 H2O) M(x) = (0,7244 g 0, ,11 g/mol)/0,7244 g 0, ,11 g/mol = 43,98 g/mol M(CO2) ja jäljelle jäänyt osa: (1 0,616) 146,11 g/mol = 56,11 g/mol M(CaO) - laskennallinen osuus voidaan laskea myös muilla tavoin, oleellista on kuvaajan lukuarvojen ja yhdisteiden moolimassojen oikea käyttö.

13 b) Saadaan yhtälöpari: m(cac2o4) + m(src2o4) = 0,5713 g m(caco3) + m(srco3) = 0,4673 g 1 p. Koska n(ca) = n(cac2o4), saadaan (CaC 2 O 4 ) = (Ca) (CaC 2O 4 ) ( ) vastaavasti: = 128,1 g mol 40,08 g mol Kun nämä sijoitetaan yhtälöpariin, saadaan 3,1961 m(ca) + 2,0046 m(sr) = 0,5713 g 2,4973 m(ca) + 1,6849 m(sr) = 0,4673 g, (Ca) = 3,1961 (Ca) m(caco3) = 2,4973 m(ca) m(src2o4) = 2,0046 m(sr) m(srco3) = 1,6849 m(sr) 1 p. josta saadaan m(ca)= 0, g ja m(sr) = 0,17632 g. 1 p. Prosenttiosuudet: 0, g/0,6025 g 100 % = 11,3 % kalsiumia 0,17632 g/0,6025 g 100 % = 29,3 % strontiumia 1 p. TAI x = n(ca) = n(caco3) = n(cac2o4) y = n(sr) = n(srco3) = n(src2o4) Yhtälöpari: x M(CaC2O4) + y M(SrC2O4) = 0,5713 g x M(CaCO3) + y M(SrCO3) = 0,4673 g x = 0, ja y = 0, m(ca)= 0, g ja m(sr) = 0,17632 g Prosenttiosuudet: 11,3 % kalsiumia ja 29,3 % strontiumia - karkea virhe, esim. reaktioyhtälöiden yhteen laskeminen tai lähtötilanteen väärin tulkitseminen, 0 p.

14 +12. a) Vastauksessa on perusteltu ammoniakin merkitystä ensimmäisen maailmansodan aikana ja nykyään. 1 p. Ammoniakki on lähtöaine monien typpeä sisältävien kemikaalien tuotannossa. Sodan aikana ruokahuolto ja ammusten tuotanto olivat olennaisia Saksalle. Nykyään yli puolet elintarvikkeiden tuotannosta perustuu ammoniakista valmistettuihin lannoitteisiin. Vastauksessa on kuvailtu vähintään kahta yhdistettä kahteen erilaiseen käyttötarkoitukseen 1 1/3 p. ja perusteluna on käytetty yhdisteen kemiallisia ominaisuuksia. 2/3 p. Typpipitoisiin lannoitteisiin käytetään esimerkiksi ammoniumnitraattia ja ammoniumfosfaattia. Kasvit käyttävät typpeä proteiinituotantoon, ja sitä esiintyy kasvin energiantuotannon kannalta tärkeissä ATP/ADP-molekyyleissä sekä DNA:ssa. Ammoniakista valmistetaan teollisesti typen oksideja ja typpihappoa (Ostwaldin prosessi). Typpihaposta valmistetaan nitrattuja yhdisteitä, kuten räjähteitä. Typpihappoa käytetään myös hapettimena sekä lannoitteiden valmistuksessa nitraattitypen lähteenä. Ammuksissa ja räjähteissä käytetään typpiyhdisteitä. Yhdisteet, kuten nitroglyseriini, trinitrotolueeni (TNT) ja kaliumnitraatti, hajoavat äkillisesti ja tuottavat runsaasti kaasuja ja lämpöä, mihin räjähdysvaikutus perustuu. b) Vastauksessa on perusteltu kloorin vaarallisuutta ominaisuuksien ja rakenteen avulla. 3 x 2/3 p. Esimerkiksi: - Kloori on kaasu ja leviää helposti. - Kloori ylläpitää palamista. - Kloori on erittäin reaktiivinen, koska klooriatomilla on seitsemän ulkoelektronia ja se muodostaa siksi helposti yhdisteitä vastaanottamalla yhden elektronin. - Kloori on vahva hapetin, (koska klooriatomilla on seitsemän ulkoelektronia) ja se vastaanottaa helposti elektronin. - Kloorikaasu muodostaa syövyttävää yhdistettä jouduttuaan kosketuksiin veden kanssa (keuhkoissa). Reaktio veden kanssa Cl2(g) + H2O(l) HCl(aq/g) + HClO(aq) tai 2 Cl2(g) + 2 H2O(l) 4 HCl(aq/g) + O2(g) tai jokin muu mahdollinen reaktio. 1 p. c) Vastauksessa on perusteltu kloorilta suojautumista kloorin ominaisuuksien avulla. 2 x 2/3 p. Esimerkiksi: - Kloorikaasu on värillistä (kelta-vihreää). Lisäksi sen haju on havaittavissa hyvin pieninä pitoisuuksina, joten se on helppo havaita. - Kloorikaasu on tiheämpää kuin ilma, joten sen konsentraatio on suurin juoksuhaudan pohjalla. Suojautumista natriumvetykarbonaattiliuosta sisältävän liinan avulla on selitetty tarkemmin 1 p. ja perusteluna on käytetty reaktioyhtälöä. 2/3 p. Koska liina on kostutettu vesiliuokseen, Cl2 liukenee ja muodostaa HCl-liuosta. Vetykloridi reagoi liinassa olevan natriumvetykarbonaatin kanssa, eikä kloori tai vetykloridi pääse vaikuttamaan keuhkoihin. HCl(aq/g) + NaHCO3(aq) NaCl(aq) + H2CO3(aq) (HClO hajoaa: 2 HClO 2 HCl + O2)