KEMIA 25.3.2011 lyhennettyjä ratkaisuja. 1. a) Vesiliukoisia: B, C, D, F, G



Samankaltaiset tiedostot
1p - Yksi puuttuu tai väärin, -1/3 p b) Ioniyhdisteitä: B, C, F

luku 1.notebook Luku 1 Mooli, ainemäärä ja konsentraatio

Luku 3. Protolyysireaktiot ja vesiliuoksen ph

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

Biomolekyylit ja biomeerit

Alkuaineita luokitellaan atomimassojen perusteella

joka voidaan määrittää esim. värinmuutosta seuraamalla tai lukemalla

Neutraloituminen = suolan muodostus

Tehtävä 1. Avaruussukkulan kiihdytysvaiheen kiinteänä polttoaineena käytetään ammonium- perkloraatin ja alumiinin seosta.

KE4, KPL. 3 muistiinpanot. Keuruun yläkoulu, Joonas Soininen

Kemian koe kurssi KE5 Reaktiot ja tasapaino koe

Määritelmät. Happo = luovuttaa protonin H + Emäs = vastaanottaa protonin

Kaikki ympärillämme oleva aine koostuu alkuaineista.

a) Puhdas aine ja seos b) Vahva happo Syövyttävä happo c) Emäs Emäksinen vesiliuos d) Amorfinen aine Kiteisen aineen

Perinnöllisyystieteen perusteita III Perinnöllisyystieteen perusteita

KE5 Kurssikoe Kastellin lukio 2012 Valitse kuusi (6) tehtävää. Piirrä pisteytystaulukko.

3. Protolyysireaktiot ja vesiliuoksen ph

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus:

YLEINEN KEMIA. Alkuaineiden esiintyminen maailmassa. Alkuaineet. Alkuaineet koostuvat atomeista. Atomin rakenne. Copyright Isto Jokinen

MOOLIMASSA. Vedyllä on yksi atomi, joten Vedyn moolimassa M(H) = 1* g/mol = g/mol. ATOMIMASSAT TAULUKKO

Kemia 3 op. Kirjallisuus: MaoL:n taulukot: kemian sivut. Kurssin sisältö

Seoksen pitoisuuslaskuja

Erilaisia entalpian muutoksia

Lukion kemia 3, Reaktiot ja energia. Leena Piiroinen Luento

TKK, TTY, LTY, OY, TY, VY, ÅA / Insinööriosastot Valintakuulustelujen kemian koe

Väittämä Oikein Väärin. 1 Pelkistin ottaa vastaan elektroneja. x. 2 Tyydyttynyt yhdiste sisältää kaksoissidoksen. x

6 GEENIT OHJAAVAT SOLUN TOIMINTAA nukleiinihapot DNA ja RNA Geenin rakenne Geneettinen informaatio Proteiinisynteesi

Erilaisia entalpian muutoksia

Osio 1. Laskutehtävät

Veden ionitulo ja autoprotolyysi TASAPAINO, KE5

Nimi sosiaaliturvatunnus. Vastaa lyhyesti, selkeällä käsialalla. Vain vastausruudun sisällä olevat tekstit, kuvat jne huomioidaan

KEMIA HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEET

Lasku- ja huolimattomuusvirheet - ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2½ p. = 2 p.

Fysiikan, kemian ja matematiikan kilpailu lukiolaisille

REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Ekso- ja endotermiset reaktiot sekä entalpian muutos

KE5 Kurssikoe Kastellin lukio 2014

2. Suolahappoa lisättiin: n(hcl) = 100,0 ml 0,200 mol/l = 20,0 mmol. Neutralointiin kulunut n(hcl) = (20,0 2,485) mmol = 17,515 mmol

Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin.

Vesi. Pintajännityksen Veden suuremman tiheyden nesteenä kuin kiinteänä aineena Korkean kiehumispisteen

2CHEM-A1210 Kemiallinen reaktio Kevät 2017 Laskuharjoitus 7.

Kemian tentti 2017 / RATKAISUT

Näiden aihekokonaisuuksien opetussuunnitelmat ovat luvussa 8.

Reaktiosarjat

Atomi. Aineen perusyksikkö

Perinnöllisyystieteen perusteita III Perinnöllisyystieteen perusteita. BI2 III Perinnöllisyystieteen perusteita 9. Solut lisääntyvät jakautumalla

Biopolymeerit. Biopolymeerit ovat kasveissa ja eläimissä esiintyviä polymeerejä.

c) Tasapainota seuraava happamassa liuoksessa tapahtuva hapetus-pelkistysreaktio:

1. a) Selitä kemian käsitteet lyhyesti muutamalla sanalla ja/tai piirrä kuva ja/tai kirjoita kaava/symboli.

Kemia s2011 ratkaisuja. Kemian koe s 2011 lyhennettyjä ratkaisuja

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista.

Valitkoituja esimerkkejä & vastaustekniikkaa

Johdantoa. Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi?

Kemian tehtävien vastaukset ja selitykset Lääketieteen ilmainen harjoituskoe, kevät 2017

KE2 Kemian mikromaailma

Päähaku, kemian kandiohjelma Valintakoe klo

Oppikirjan tehtävien ratkaisut

Taulukko Käyttötarkoitus Huomioita, miksi? Kreikkalaisten numeeriset etuliitteet

COLAJUOMAN HAPPAMUUS

Peptidi ---- F K V R H A ---- A. Siirtäjä-RNA:n (trna:n) (3 ) AAG UUC CAC GCA GUG CGU (5 ) antikodonit

Biomolekyylit 2. Nukleotidit, aminohapot ja proteiinit

Reaktioyhtälö. Sähköisen oppimisen edelläkävijä Empiirinen kaava, molekyylikaava, rakennekaava, viivakaava

EPIONEN Kemia EPIONEN Kemia 2015

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 Vahvat&heikot protolyytit (vesiliuoksissa) ja protolyysireaktiot

Kertausta 1.kurssista. KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 Atomin rakenne ja jaksollinen järjestelmä. Hiilen isotoopit

Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2 1/2 p = 2 p.

125,0 ml 0,040 M 75,0+125,0 ml Muodostetaan ionitulon lauseke ja sijoitetaan hetkelliset konsentraatiot

COLAJUOMAN HAPPAMUUS

( ) Oppikirjan tehtävien ratkaisut. Protolyysireaktiot ja vesiliuoksen ph

DNA:n informaation kulku, koostumus

HEIKOT VUOROVAIKUTUKSET MOLEKYYLIEN VÄLISET SIDOKSET

c) Nimeä kaksi alkuainetta, jotka kuuluvat jaksollisessa järjestelmässä samaan ryhmään kalsiumin kanssa.

Sukunimi Etunimet Tehtävä 3 Pisteet / 20

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

1 Tehtävät. 2 Teoria. rauta(ii)ioneiksi ja rauta(ii)ionien hapettaminen kaliumpermanganaattiliuoksella.

Solun perusrakenne I Solun perusrakenne. BI2 I Solun perusrakenne 3. Solujen kemiallinen rakenne

Liuos voi olla hapan, emäksinen tai neutraali

Ylioppilastutkintolautakunta S tudentexamensnämnden

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 KERTAUSTA

Kemia 1. Mooli 1, Ihmisen ja elinympäristön kemia, Otava (2009) MAOL taulukot, Otava

Ilmiö 7-9 Kemia OPS 2016

Ydinfysiikkaa. Tapio Hansson

Kemiallisia reaktioita ympärillämme Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet

Kemiallinen tasapaino 3: Puskuriliuokset Liukoisuustulo. Luento 8 CHEM-A1250

Lämpö- eli termokemiaa

Vanilliini (karbonyyliyhdiste) Etikkahappo (karboksyyliyhdiste)

NIMI: Luokka: c) Atomin varaukseton hiukkanen on nimeltään i) protoni ii) neutroni iii) elektroni

Puhtaat aineet ja seokset

Kemia s10 Ratkaisut. b) Kloorin hapetusluvun muutos: +VII I, Hapen hapetusluvun muutos: II 0. c) n(liclo 4 ) = =

Liukeneminen

b) Laske prosentteina, paljonko sydämen keskimääräinen teho muuttuu suhteessa tilanteeseen ennen saunomista. Käytä laskussa SI-yksiköitä.

Bensiiniä voidaan pitää hiilivetynä C8H18, jonka tiheys (NTP) on 0,703 g/ml ja palamislämpö H = kj/mol

vi) Oheinen käyrä kuvaa reaktiosysteemin energian muutosta reaktion (1) etenemisen funktiona.

Seokset ja liuokset. 1. Seostyypit 2. Aineen liukoisuus 3. Pitoisuuden yksiköt ja mittaaminen

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta dia-valinta Insinöörivalinnan kemian koe MALLIRATKAISUT

Helsingin, Jyväskylän, Oulun ja Turun yliopistojen kemian valintakoe Tiistaina klo 9-12

DNA, RNA ja proteiinirakenteen ennustaminen

Liukoisuus

Luku 2. Kemiallisen reaktion tasapaino

KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille]

2. Täydennä seuraavat reaktioyhtälöt ja nimeä reaktiotuotteet

Transkriptio:

KEMIA 25.3.2011 lyhennettyjä ratkaisuja 1. a) Vesiliukoisia: B,, D, F, G b) Ioniyhdisteitä: B,, F c) Happamia: d) Hiilitabletti on erittäin hienojakoista hiiltä (aktiivihiiltä). Suuren pinta alansa johdosta aktiivihiili sitoo pintaansa monia haitallisia aineita. Ruokasooda (NaH 3 ) on emäksistä ainetta, jota voidaan käyttää antasidina eli mahahappoja neutraloivana aineena. e) Rasvatahran puhdistukseen voisi käyttää poolitonta lakkabensiiniä. f) Lakkabensiini on hiilivetypohjaisena aineena haitallista ja helposti syttyvää (Merkki X n, F) Polttonestesprii on alkoholipohjainen polttoaine. Se on helposti syttyvää ja haitallista hengitettynä tai nieltynä (Merkki F, X n ) 2. a) Tasapainotettu reaktioyhtälö: 3NaH 3 (aq) + 6 H8 7 (aq) 3 2 (g) + 3H2(l) + Na 3 6 H 5 7 (aq) b) n(nah 3 ) = n( 6 H 8 7 ) =,, /,, / 0,01190 0,005151 Reaktioyhtälön kertoimista: n(nah 3 ) = 3 n( 6 H 8 7 ) n(nah 3 ) = 3 0,005151 mol = 0,01545 mol > 0,01190 mol; natriumvetykarbonaatti loppuu ensin. n( 2 ) = n(nah 3 ) m( 2 ) = 0,01190 mol 44,01 g/mol = 0,5237 g 0,524 g 3. Saman alkuaineen atomeja, joilla on ytimessään sama määrä protoneja, mutta eri määrä neutroneja sanotaan tämän alkuaineen isotoopeiksi. b) Eri isotooppien elektroniverho on samanlainen, ja niiden kemialliset ominaisuudet ovat samat. Isotooppien atomimassat ovat erilaiset ytimessä olevien neutronien mukaan. c) Hiili 12 isotoopin suhteelliseksi atomimassaksi on määritelty arvo 12 ja muiden alkuaineiden massoja verrataan tähän. Alkuaineen suhteellinen atomimassa on eri isotooppien esiintymisprosentilla painotettu suhteellisten atomimassojen keskiarvo. Hiilen suhteellinen atomimassa on 12,01, koska luonnon hiili sisältää isotoopin lisäksi myös hieman isotooppia. d) Hiili 14 on radioaktiivinen, mutta sen pitoisuus ilmakehässä pysyy vakiona. Yhteyttämisen tai hengityksen sekä ravintoketjun vuoksi sen pitoisuus pysyy vakiona myös elävissä organismeissa. Kun eliö kuolee, hiili 14:n pitoisuus alkaa pienentyä radioaktiivisen hajoamisen tuloksena. Hiili 14 pitoisuus näytteestä voidaan mitata joko säteilymittarilla (beta säteily). Kun isotoopin hajoamisnopeus tunnetaan (puoliintumisaika 5730 vuotta), voidaan eliön kuolinhetki laskea. Hiili 14 isotooppia käytetään myös kemiallisissa reaktioissa merkkiaineena.

4. a) Asetonin rakennekaava b) Asetonimolekyyli on poolinen (perusteluna kuva ja osittaisvaraukset) c) Propanolimolekyylit voivat sitoutua toisiinsa hydroksyyliryhmien välille muodostuvilla vetysidoksilla (perusteluna kuva). Lisäksi propanolin taipuisan rakenteen takia sen molekyylit pääsevät lähelle toisiaan (dispersiovaikutus). Nämä kummatkin tekijät nostavat aineen kiehumispistettä, koska tarvitaan enemmän energiaa erottamaan molekyylit toisistaan. 5.a) Massa väheni ensimmäisen hehkutuksen jälkeen. Kolmas hehkutus tarvittiin, jotta tarkistetaan, pysyykö massa toisen hehkutuksen jälkeen mittaustarkkuuden rajoissa vakiona. M(Mgl 2 ) = 95,211 g/mol m(näyte) = m(mgl 2 xh 2 ) = (25,825 22,347) g = 3,478 g b) Hehkutuksessa vettä haihtui (25,825 23,976) g = 1,849 g 0,1026 mol (H 2 ) c) Kidevedettömän magnesiumkloridin massa on m(mgl 2 ) = (3,478 1,849) g = 1,629 g 0,01711 mol H 0,1026 mol Mgl 0,01711 mol 6,0 Kidevedellisen magnesiumkloridin kaavaksi saadaan täten Mgl 2 6H 2 d) Virheellisessä määrityksessä punnitustulos oli pienempi kuin 23,976 g. Tällöin haihtuneen veden massaksi saadaan suurempi arvo kuin 1,849 g (0,1026 mol). Samalla kidevedettömän magnesiumkloridin massan täytyy olla pienempi kuin 1,629 g (0,01711 mol). Tällöin veden ja magnesiumkloridin ainemäärien suhde > 6 ja kideveden määräksi saadaan liian suuri luku. 6. Ekvivalenttikohdassa: V(happo) = 25,0 mol ja V(NaH) = 25,0 ml, jolloin happojen konsentraatiot ovat 0,10 M. a) Käyrä 1 esittää heikon hapon titrausta, käyrä 2 vahvan hapon. Vahvan hapon vesiliuoksessa protolysoituminen on miltei täydellistä, jolloin ph alussa on alhaisempi. b) Ekvivalenttikohdalla: hapolle 1 ph 8,7 ja hapolle 2 ph = 7,0 c) Ekvivalenttikohdan jälkeen ph määräytyy lisätyn NaH liuoksen ylimäärän perusteella, ja se on molemmissa titrauksissa yhtä suuri. d) Puskuriliuoksessa H lg A. HA

Kun puolet haposta (12,5 ml) on titrattu lg A = 0 HA Hapon pk a = ph = 4,8 ; K a 2 10 5 mol/l 7. a) PbF 2 (aq) Pb 2+ (aq) + 2F (aq) Kylläisessä liuoksessa [Pb 2+ ] [F ] 2 = 3,3 10 8 (mol/l) 3 Liuoksessa ionitulo Q (PbF 2 ) = 3,30 10 9 (mol/l) 3 < 3,3 10 8 (mol/l) 3 Ionitulo < liukoisuustulo Voidaan liuottaa b) K s = [Pb 2+ ] [F ] 2 = 4,, / )3 V 3 = 0,0125 l 3 V 0,23 l c) Alkuperäisessä liuoksessa: [F ] = 1,876 10 3 mol/l, ja [Pb 2+ ] = 9,380 10 4 mol/l Lisäys: n(naf) = 2,262 10 3 mol ; [F ] = 4,524 10 3 mol/l Natriumfluoridin lisäyksen jälkeen: [F ] = 6,40 10 3 mol/l Liuoksessa ionitulo Q(PbF 2 ) = [Pb 2+ ] [F ] 2 = 9,38 10 4 (6,40 10 3 ) 2 = 3,84 10 8 > K s, joten PbF 2 saostuu.

8. Rakennekaavat yhdisteille A F H H H H A H H D H H H H B H H 2 H 2 H E H 2 H H 3 F H H H H 3 9. a) Kaasun kokonaisainemäärä:,, n(kaasut) = = 0,4074 mol,, n(propaani) = x; n(butaani) = 0,4074 mol x x 2220 kj/mol + (0,4074 mol x) 2877 kj/mol = 1064 kj x 2220 kj/mol + 1172,1 kj x 2877 kj/mol = 1064 kj x = 0,1645 mol propaania: 0,1645 mol; butaania = 0,2429 mol propaania 40 % butaania 59 % b) Palamisreaktiot: 3 H 8 + 5 2 3 2 + 4 H 2 n( 2 ) = 3 n( 3 H 8 ) 4 H 10 + 6,5 2 4 2 + 5 H 2 n( 2 ) = 4 n ( 4 H 10 ) n( 2 ) = 3 0,1645 mol + 4 0,2429 mol = 1,465 mol Kun lämpötila on 25,0 o on hiilidioksidin tilavuus V( 2 ) = 1,465 mol 22,414 l/mol 298,15 K/273,15 K = 35,84 l 36 l c) Nestemäisen veden höyrystäminen kaasuksi vaatii energiaa. Tällöin vapautuvan energian määrä on pienempi. 10. a) DNA:n rakenne koostuu nukleotideista (ks. kohta c). Nukleotidit ovat liittyneet toisiinsa fosfaattiesterisidoksin pitkiksi makromolekyyliketjuiksi. DNA:ssa on kaksi makromolekyyliketjua, jotka ovat sitoutuneet toisiinsa emäsosien välisin vetysidoksin eli sekundaarirakenteena on kaksoiskierre, α helix, jossa ketjujen emäsparit liittyvät oikeakätisesti yhteen siten, että muodostuu A T ja G pareja. Yhdessä helixin kierteessä on kymmenen emäsparia.

Rakennetta koossa pitäviä vuorovaikutuksia: ionityyppinen, kvalenttinen, vetysidos, dispersion aikaan saama, dipoli dipoli b) DNA ja RNA molekyylien erot: DNA:ssa sokerina on deoksiriboosi RNA:ssa riboosi DNA:ssa on kaksoiskierre, RNA:ssa vain yksi nukleotidiketju DNA:n ketjut ovat pidempiä kuin RNA:n emäkset: DNA:ssa tymiini, RNA:ssa urasiili DNA on geneettisen informaation varasto, kun taas RNA voi olla lähetti RNA, siirtäjä RNA ja ribosomi RNA. c) Nukleotidit ovat nukleiinihappojen monomeereja. Niitä muodostuu, kun nukleiinihappoja hydrolysoidaan. Ne koostuvat emäksestä, sokerista ja fosfaattiosasta. Emäksiä on neljä erilaista, sytosiini, adeniini, guaniini, tymiini (DNA), urasiili (RNA) Sokeriosa on joko riboosi (RNA) tai deoksiriboosi (RNA) +11. a) Talousveden puhdistus ( vastauksen pääkohdat) i. Pohjaveden puhdistus : ilmastus, suodatus, kovuuden poistaminen, desinfiointi, ph:n säätö ii. Pintaveden puhdistus: kemiallinen saostus, selkeytys/flotaatio, suodatus, ph:n säätö, mahdollinen aktiivihiilisuodatus, desinfiointi (klooraus/otsonointi) iii.tekopohjaveden valmistus b) Yhdyskuntajätevesien puhdistus Puhdistamoilla jätevedet käsitellään mekaanisesti, kemiallisesti ja biologisesti. Puhdistusprosessin kuvaus pääpiirteittäin: Esikäsittely ja välppäys Kemiallinen ja biologinen fosforin poisto Aktiivilietealtaassa tapahtuvat prosessit Biologisissa prosesseissa syntyvien aineiden talteen otto. +12. a) NH NH + 4 + H ; K b = 1,8 10 5 3 + H 2 mol/l; pk b = 4,745 NH H 1,8 10 NH mol/l NH lg lg H lg NH josta H lg NH NH Koska [NH 3 ] = [NH 4 + ] saadaan ph = pk b = 4,745 ja edelleen ph = pk w ph = 9,26

b) Merkitään [NH 3 ] = [NH + 4 ] = x mol/l Kun liuokseen (V = 1,0 l) lisätään vahvaa happoa (0,010 mol vetykloridia) vähenee ammoniakin konsentraatio ja ammoniumionin konsentraatio vastaavasti kasvaa (neutraloituminen). Kun lähtökonsentraatioita on merkitty x:llä saadaan [NH + 4 ] = x + 0,010 ja [NH 3 ] = x 0,010 Kun ph vähenee 0,10 yksikköä (ph kasva a ) saadaan aiemman yhtälön mukaan: 0,010 4,74 0,10 4,74 lg 0,010 josta voidaan ratkaista 0,10 x + 0,010 10 = = 1,259 x 0,010 ja edelleen x = 0,0872 0,087 Vastaus: Ammoniakin ja ammoniumkloridin konsentraatioiden tulee olla vähintään 0,087 mol/l. c) Liuosta valmistettaessa ammoniakkia tulee käyttää kaksinkertainen ainemäärä suolahappoon nähden, esimerkiksi lisäämällä 1,00 litran mittapulloon 87 ml Hl liuosta ja 174 ml ammoniakkiliuosta ja täyttämällä vedellä merkkiin asti. Neutraloitumisen jälkeen on loppuliuoksessa [NH 3 ] = [NH + 4 ] = 0,087 mol/l.