Kuva 1: Yhdisteet A-F viivakaavoin, tehtävän kannalta on relevanttia lisätä näkyviin vedyt ja hiilet. Piiroteknisistä syistä tätä ei ole tehty



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

KEMIA HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEET

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

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

Ylioppilastutkintolautakunta S tudentexamensnämnden

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

Fysiikan, kemian ja matematiikan kilpailu lukiolaisille

d) Klooria valmistetaan hapettamalla vetykloridia kaliumpermanganaatilla. (Syntyy Mn 2+ -ioneja)

Orgaanisten yhdisteiden rakenne ja ominaisuudet

Kaikenlaisia sidoksia yhdisteissä: ioni-, kovalenttiset ja metallisidokset Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka

Lukion kemiakilpailu

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

SIDOKSET. Palautetaan mieleen millaisia sidoksia kemia tuntee ja miten ne luokitellaan: Heikot sidokset ovat rakenneosasten välisiä sidoksia.

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 KERTAUSTA

Hapettuminen ja pelkistyminen: RedOx -reaktiot. CHEM-A1250 Luento

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

Joensuun yliopisto Kemian valintakoe/

c) Tasapainota seuraava happamassa liuoksessa tapahtuva hapetus-pelkistysreaktio:

Kovalenttinen sidos ja molekyyliyhdisteiden ominaisuuksia

Kaikki ympärillämme oleva aine koostuu alkuaineista.

Tehtävä 1. Valitse seuraavista vaihtoehdoista oikea ja merkitse kirjain alla olevaan taulukkoon

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

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

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

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

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

12. Amiinit. Ammoniakki 1 amiini 2 amiini 3 amiini kvarternäärinen ammoniumioni

Näiden aihekokonaisuuksien opetussuunnitelmat ovat luvussa 8.

(Huom! Oikeita vastauksia voi olla useita ja oikeasta vastauksesta saa yhden pisteen)

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

KE2 Kemian mikromaailma

Lämpö- eli termokemiaa

8. Alkoholit, fenolit ja eetterit

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

Stipendiaattityöt Jyväskylän yliopiston kemian laitos

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

Hapetus-pelkistymisreaktioiden tasapainottaminen

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

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

Kemian tentti 2017 / RATKAISUT

Elektrolyysi Anodilla tapahtuu aina hapettuminen ja katodilla pelkistyminen!

Fysiikan, kemian ja matematiikan kilpailu lukiolaisille

Kemiallisia reaktioita ympärillämme Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet

ORGAANINEN KEMIA. = kemian osa-alue, joka tutkii hiilen yhdisteitä KPL 1. HIILI JA RAAKAÖLJY

KPL1 Hiili ja sen yhdisteet. KPL2 Hiilivedyt

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus:

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

Ionisidos ja ionihila:

Hapettuminen ja pelkistyminen: RedOx -reaktiot. CHEM-A1250 Luento

Henkilötunnus: - KOULUTUSOHJELMA Sukunimi: Etunimet: Nimikirjoitus: KEMIA. Kemian kuulustelu klo 9.00

Johdantoa. Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi?

Törmäysteoria. Törmäysteorian mukaan kemiallinen reaktio tapahtuu, jos reagoivat hiukkaset törmäävät toisiinsa

HEIKOT VUOROVAIKUTUKSET MOLEKYYLIEN VÄLISET SIDOKSET

luku 1.notebook Luku 1 Mooli, ainemäärä ja konsentraatio

Puhtaat aineet ja seokset

Fysiikan, kemian, matematiikan ja tietotekniikan kilpailu lukiolaisille

Kemian opiskelun avuksi

Taulukko Käyttötarkoitus Huomioita, miksi? Kreikkalaisten numeeriset etuliitteet

MAOL:n pistesuositus kemian reaalikokeen tehtäviin syksyllä 2011.

Oppikirjan tehtävien ratkaisut

ATOMIN JA IONIN KOKO

Määritelmä, metallisidos, metallihila:

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

2. Täydennä seuraavat reaktioyhtälöt ja nimeä reaktiotuotteet

KALIUMPERMANGANAATIN KULUTUS

FyKe 7 9 Kemia ja OPS 2016

Mitkä ovat aineen kolme olomuotoa ja miksi niiden välisiä olomuodon muutoksia kutsutaan?

Kemian opetuksen keskus Helsingin yliopisto Veden kovuus Oppilaan ohje. Veden kovuus

2. Alkaanit. Suoraketjuiset alkaanit: etuliite+aani Metaani, etaani... Dekaani (10), undekaani, dodekaani, tridekaani, tetradekaani, pentadekaani..

CHEM-A1200 Kemiallinen rakenne ja sitoutuminen

LÄÄKETEHTAAN UUMENISSA

TERVEYDEN BIOTIETEIDEN Henkilötunnus: - KOULUTUSOHJELMA Sukunimi: Etunimet: Nimikirjoitus: KEMIA. Kemian kuulustelu klo 12.

Helsingin yliopiston kemian valintakoe. Keskiviikkona klo Vastausselvitykset: Tehtävät:

Kertaustehtävien ratkaisut LUKU 2

KE2 Kemian mikromaailma

Orgaanisissa yhdisteissä on hiiltä

CHEM-C2210 Alkuainekemia ja epäorgaanisten materiaalien synteesi ja karakterisointi (5 op), kevät 2017

luku2 Kappale 2 Hapettumis pelkistymisreaktioiden ennustaminen ja tasapainottaminen

Lukion kemia 3, Reaktiot ja energia. Leena Piiroinen Luento

Avaruus- eli stereoisomeria

Jaksollinen järjestelmä ja sidokset

Luku 3. Protolyysireaktiot ja vesiliuoksen ph

Kertaus. Tehtävä: Kumpi reagoi kiivaammin kaliumin kanssa, fluori vai kloori? Perustele.

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

KE2 KURSSIKOE 4/2014 Kastellin lukio

KE Orgaaninen kemia 1

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

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

EPIONEN Kemia EPIONEN Kemia 2015

Alkuaineita luokitellaan atomimassojen perusteella

Avaruus- eli stereoisomeria

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

ULKOELEKTRONIRAKENNE JA METALLILUONNE

joka voidaan määrittää esim. värinmuutosta seuraamalla tai lukemalla

Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin.

MITÄ SIDOKSILLE TAPAHTUU KEMIALLISESSA REAKTIOSSA

Reaktiosarjat

Selvitetään kaasujen yleisen tilanyhtälön avulla yhdisteen moolimassa.

Käsitteitä. Hapetusluku = kuvitteellinen varaus, jonka atomi saa elektronin siirtyessä

Reaktiomekanismi. Tänä päivänä hyödynnetään laskennallista kemiaa reaktiomekanismien määrittämisessä/selvittämisessä!

Transkriptio:

1. Valitse luettelosta kaksi yhdistettä, joille pätee (a) yhdisteiden molekyylikaava on C 6 10 - A, E (b) yhdisteissä on viisi C 2 -yksikköä - D, F (c) yhdisteet ovat tyydyttyneitä ja syklisiä - D, F (d) yhdisteet ovat keskenään isomeereja - A, E (e) yhdisteet ovat tyydyttymättömiä - Jokin pari yhdisteistä A, E, C (f) yhdisteissä jokin hiiliatomi sitoutuu ainoastaan toisiin hiiliatomeihin. A, C (A) 4-metyylipent-1-yyni (B) 2,3-dimetyylipentaani (C) 3-metyylipent-2-eeni (D) syklopentaani (E) 3-metyylisyklopenteeni (F) etyylisyklopentaani A B C D E F Kuva 1: Yhdisteet A-F viivakaavoin, tehtävän kannalta on relevanttia lisätä näkyviin vedyt ja hiilet. Piiroteknisistä syistä tätä ei ole tehty 2. Kun litiumperkloraattia, LiCl 4, kuumennetaan, vapautuu väritöntä kaasua, joka sytyttää hehkuvan puutikun palamaan. Jäännös on valkoinen kiinteä aine ja liukenee kokonaan veteen. Kun liuokseen lisätään hopeanitraattiliuosta, syntyy valkoinen saostuma. (a) Kirjoita vastaavat kolme reaktioyhtälöä. (2 p.) Tehtävän vihjeet: Kaasu sytyttää hehkuvan puutikun palamaan: kaasu on happi 2. Jäännös on valkea kiinteä aine ja liukenee kokonaan veteen: viittaa ioniyhdisteeseen. opeanitraattiliuoksen lisääminen synnyttää valkoisen saostuman: niukkaliukoinen saostuma on hopeakloridia. Jäännös on siis litiumkloridia LiCl. Tuotteet tiedetään, kirjoitetaan ja tasapainotetaan reaktioyhtälö: LiCl 4 (s) LiCl(s) + 2 2 (g) (b) Miten alkuaineiden hapettumisluvut muuttuvat reaktioissa? (1 p.) Litium on alkalimetalli, sen hapetusluku on siis +1. Vastaavasti hapen hapetusluku on 2 1. Tästä voidaan ratkaista kloorin hapetusluku litiumperkloraatissa: +1 + Cl + 4 ( 2) = 0 Cl = 8 1 = +7 Lähtöaineissa litiumin hapetusluku pysyy muuttumattomana +1, kloorin hapetusluvun on litiumkloridissa oltava siis 1. appi muuttuu alkuaineeksi, joten sen hapetusluku on 0. Li: + 1 +1 Cl: + 7 1 : 2 0 1 Lukuunottamatta peroksideja 1

(c) 2,13 grammaa litiumperkloraattia kuumennettiin, kunnes jäännöksen massa pysyi muuttumattomana. Kuinka monta grammaa jäännöstä saatiin? (2 p.) m LiCl = 42, 39 g/mol n LiCl = n LiCl4 m LiCl = M LiCl m LiCl4 M LiCl4 2, 13 g = 0.84867 0, 85 g 106, 39 g/mol (d) Kuinka monta litraa kaasua kuumennuksessa vapautui mitattuna normaalipaineessa ja 25 C:n lämpötilassa? (1 p.) pv = nrt n = pv RT n 2 = 2 n LiCl4 pv RT = 2 mlicl 4 M LiCl4 V = 2 RT p mlicl 4 M LiCl4 8, 314472 J K mol 298, 15K 2, 13 g V = 2 101325Pa 106, 39 g/mol = 4, 898167 10 4 m 3 0, 49 l 3. Kirjoita reaktioissa muodostuvien yhdisteiden A F rakennekaavat. Punainen yhdiste on lähtökohta, reaktionuolet ja regenssit tehtävässä valmiina Br Br C Br 2 Pelkistys C 3 C Cl Cl C C Na eikko hapetin C - Na + Kuva 2: Muodostuvat yhdisteet, Punaisen yhdisteen pelkistämisessä voi reagenssista riippuen myös pelkistyä kaksoissidosta! 4. Selitä kemiallisen sitoutumisen avulla, miksi 2

(a) kidesokeri liukenee hyvin veteen Sokeri on molekyyliyhdiste, jonka kiderakenne koostuu toisiinsa heikosti molekyylien välisillä vuorovaikutuksilla (kuten hydroksyyliryhmien vety-vetysidoksilla) liityneistä sokerimolekyyleistä. Veteen liuetessaan vesidipolit voivat sitoutua sokerin negatiivisesti varautuneisiin kohtiin ja siirtää molekyylin kiderakenteesta liuokseen. (b) jodi on huoneenlämpötilassa kiinteä liuskeinen aine Jodimolekyyli I 2 on kovalenttinen yhdiste. Kovalenttisissä yhdisteissä hetkelliset varauserot muodostavat molekyylien välisiä vuorovaikutuksia. Yleisesti näitä vuorovaikutuksia kutsutaan Van Der Waalsin sidoksiksi. Mitä enemmän elektroneja atomilla on, sitä voimakkaampia hetkellisiä dipoleja se muodostaa. Jodilla on stabiileista halogeeneistä eniten elektroneja, joten molekyylien väliset vuorovaikutukset ovat niin suuret, että kiinteä molekyylihila voi muodostua. (c) kvartsi on kova, kiteinen aine Kvartsissa Si 2 pii ja happi on liittynyt toisiinsa vahvoin kovalenttisin sidoksin. Yksi piin ja hapen muodostama yksikkö voi sitoutua toiseen yksikköön kovalenttisesti ja näin muodostaa pitkän hilan kovalenttisilla sidoksilla. Kovalenttiset sidokset ovat vahvimpia sidoksia, joten myös kvartsikin on kovaa. Kiderakenne nousee piin ja hapen sidosgeometriasta. 5. Komisario Palmu katsoi apulaisiaan ja kysyi: "nko teillä mitään käsitystä, miksi röntgenkuvaukseen valmistettavana ollut potilas odottamatta äkillisesti menehtyi?kyllä vain", sanoi rikoslaboratorion kemisti. "Monet bariumyhdisteet ovat myrkyllisiä. Ilmeisesti potilas on tavallisen varjoaineen, bariumsulfaatin, sijasta saanut - tai hänelle on syötetty - bariumkarbonaattia." (a) Miksi bariumkarbonaattia ei voi käyttää varjoaineena bariumsulfaatin asemesta? Mitä kemiallisia reaktioita tapahtuu, kun bariumkarbonaattia joutuu mahalaukkuun? Laadi reaktioyhtälöt. (3 p.) Bariumkarbonaatti, kuten muutkin karbonaatit, liukenevat happoihin tuottaen hiilidioksidia. Mahalaukussa on suolahappoa, joten tapahtuu seuraava runsasliukoista bariumkloridia tuottava reaktio. Liukoinen barium on myrkyllistä ihmiselle. BaC 3 (s) + 2 Cl(aq) BaCl 2 (aq) + C 2 (g) + 2 (l) (b) Mitä ainetta voitaisiin käyttää vastamyrkkynä bariummyrkytykseen? Perustele vastauksesi. (2 p.) Bariummyrkytykseen voitaisiin antaa sulfaattia, joka muodostaisi Ba 2+ ioneista niukkaliukoista, vähemmän haitallista BaS 4 :sta. Toinen vaihtoehto olisi käyttää EDTA:ta tai muuta bariumin kanssa kompleksin muodostavaa yhdistettä. (c) Miksi röntgenkuvauksissa tarvitaan usein varjoainetta? (1 p.) Varjoainetta käytetään, jotta kuvan näkyvyys paranisi. Barium kulkeutuu verenkierron mukana elimistöön, joten bariumia sisältävät osat ruumiista imevät enemmän säteilyä kuin muu ruumis. 6. Alumiinia valmistetaan teollisesti all-éroult-menetelmällä, jossa sulaa alumiinioksidin (Al 2 3 ) ja kryoliitin (Na 3 AlF 6 ) seosta elektrolysoidaan noin 1000 C:een lämpötilassa käyttämällä grafiittielektrodeja. Tällöin katodilla muodostuu sulaa metallista alumiinia ja anodilla vapautuu hiilidioksidia. (a) Miksi elektrolyysissä ei käytetä pelkästään alumiinioksidia? (1 p.) (b) Kuinka monta kilogrammaa alumiinia voi muodostua 8,00 tunnin aikana, kun virran voimakkuus on 1,00 105 A? (3 p.) (c) Kuinka paljon hiilidioksidia muodostuu samana aikana? (2 p.) 3

7. Joihinkin sinappilaatuihin lisätään mausteeksi ja väriaineeksi kurkumaa. Aine on myös luonnon indikaattori, jonka väri vaihtuu keltaisesta punaiseksi alla olevan kuvan mukaisesti. Sinapin maustamiseen käytetään myös etikkaa. Tehtävänäsi on määrittää titraamalla etikkahapon massaprosenttisuus sinapissa, jonka etikkahappopitoisuus tuoteselosteen mukaan on noin 1,5 %. Kuvaa käyttämääsi menetelmää, tarvittavaa laitteistoa ja määritykseen liittyviä laskutehtäviä, kun käytettävissäsi on 0,100 M Na-liuosta. Mitkä virhelähteet voivat vaikuttaa tulokseen? 8. Typen oksideja joutuu ilmakehään palamisprosesseissa etenkin energiantuotannossa ja liikenteessä. Typpidioksidi on näistä haitallisin. Tutkittaessa laboratorio-olosuhteissa typpidioksidin hajoamista typpioksidiksi ja hapeksi saatiin seuraavat tulokset. 9. Kolesteroli (kuva) on elimistölle välttämätön aine, jota tarvitaan muun muassa solukalvojen rakennusaineeksi sekä monien hormonien ja D-vitamiinin muodostamiseen. Veren liiallinen kolesterolipitoisuus voi kuitenkin johtaa kolesterolin kertymiseen verisuonten seinämiin ja siten aiheuttaa sydän- ja verisuonisairauksia. (a) Mihin yhdistetyyppeihin kolesteroli voidaan funktionaalisten ryhmiensä mukaan luokitella? (1 p.) Alkoholi (-) ja alkeeni (C=C). (b) Esitä rakennekaava tuotteelle, joka muodostuu kolesterolin hapettuessa. (1 p.) (c) Esitä rakennekaava tuotteelle, joka muodostuu kolesterolin hydrauksessa. (2 p.) (a) apettumistuote (b) ydraustuote Kuva 3: Kolesterolin reaktiotuotteet (d) Miten hiili on hybridisoitunut rakennekaavan numeroilla 1, 2 ja 3 merkityissä atomeissa? sp 3 sp 3 sp 2 Kuva 4: iilten hybridisaatio 10. (a) Kuinka monta grammaa bentsoehappoa (C65C) tulee punnita 250 ml:n mittapulloon, kun valmistetaan liuos, jonka p = 3,30? (b) Kuinka suuri tilavuus 0,100 M Na-liuosta tulee kohdan a) liuokseen lisätä, jotta siitä muodostuisi puskuriliuos, jonka p = 4,20? Bentsoehapon happovakio Ka = 6,31.10-5 (mol/l). 4

11. Karbonyyliryhmä (>C = ) on yksi orgaanisen kemian tärkeimmistä funktionaalisista ryhmistä. Karbonyyliyhdisteet ovat erittäin yleisiä luonnossa, ja niiden merkitys biologisissa prosesseissa on suuri. ormonit, vitamiinit, aminohapot ja monet lääkeaineet sisältävät yhden tai useamman karbonyyliryhmän. (a) Vertaile eri karbonyyliyhdisteitä keskenään niiden rakenteiden ja reaktioiden avulla. (3 p.) (b) Selitä, miksi karboksyylihappojen kiehumispisteet ovat paljon korkeampia kuin esimerkiksi vastaavien aldehydien ja ketonien kiehumispisteet. (1 p.) (c) Luonnon yhdisteet, kuten proteiinit, sisältävät useita karbonyyliryhmiä. Mikä merkitys karbonyyliryhmillä on proteiinien avaruusrakenteen muodostumisessa? Perustele vastauksesi rakennekaavoin. (1 p.) (d) Yhdiste A (C 5 10 ), jonka rakenteessa on yksi karbonyyliryhmä ja yksi kiraalinen hiiliatomi, pelkistyy yhdisteeksi B (C 5 12 ). Yhdiste A voidaan myös hapettaa yhdisteeksi C (C 5 10 2 ). Kun yhdisteet B ja C reagoivat keskenään, syntyy yhdiste D (C 10 20 2 ). Esitä yhdisteiden A D rakennekaavat sekä reaktioyhtälöt tuotteiden B D muodostumiselle. (2 p.) A B C + Kuva 5: Yhdisteet D (e) Voiko yhdisteellä D olla erilaisia stereoisomeereja? Perustele. (2 p.) Yhdistellä D on neljä stereoisomeeriä, koska sillä on kaksi stereokeskusta: Kuva 6: Yhdisteen D stereoisomeerit 5