K1. Onko väittämä oikein vai väärin. Oikeasta väittämästä saa 0,5 pistettä. Vastaamatta jättämisestä tai väärästä vastauksesta ei vähennetä pisteitä. (yhteensä 10 p) Oikein Väärin 1. Kaikki metallit johtavat sähköä 2. Kloori on jalokaasu 3. Otsonin reagoidessa alkeenien kanssa muodostuu alkaaneja 4. Ammoniakki on pistävän hajuinen, väritön kaasu 5. 2-propanolilla voi olla optisia isomeerejä 6. Etanolin hapettuessa muodostuu muurahaishappoa 7. Hapettuminen on reaktio, jossa aine vastaanottaa elektroneja toiselta aineelta 8. Kemikaalin X pitoisuus on 8,7µg/µL, joka on yhtä paljon kuin 8,7 10 6 mg/m 3 9. Happosateet nostavat maan ph:ta ja vaikeuttavat kasvien ravinnonsaantia. 10. Radioaktiivinen hajoaminen on tapahtuma, jossa rakenteeltaan epävakaa atomiydin ilman ulkoista vaikutusta hajoaa ja menettää energiaa muuttuen kevyemmiksi atomiytimiksi 11. Enantiomeereillä esiintyy cis-trans-isomeriaa 12. Alkuaineen suhteellinen atomimassa on aina painotettu keskiarvo alkuaineen eri isotooppien massoista 13. Saman alkuaineen eri isotoopeilla on sama massa, mutta ne poikkeavat kemiallisilta ominaisuuksiltaan. 14. Poolisuus tarkoittaa elektronitiheyden jakautumista molekyylissä niin, että siihen syntyy negatiivisesti ja positiivisesti varautuneet päät 15. Dekanaalissa on karbonyyliryhmä 16. Amorfinen aine on kiinteää ainetta, jonka rakenneyksiköillä ei ole säännöllistä järjestystä 17. Amfolyytti voi toimia happona ja emäksenä 18. Alkoholimolekyylit voivat muodostaa vetysidoksia keskenään 19. Fenoli on aromaattinen yhdiste 20. Asymmetrisessä hiiliatomissa on kaksoissidos
K2. Määrittele lyhyesti seuraavat käsitteet sekä kirjoita reaktioyhtälöt ja laske laskut (pisteytys 2p/kohta, yhteensä 10 p) a) Kovalenttinen sidos Muodostuu, kun yhteinen elektronipari tai parit sitovat kaksi atomia toisiinsa. b) Rautaa ruostuu 0,5 kg. Kuinka paljon kuluu happea? Oletetaan että rauta (Fe) hapettuu rautaoksidiksi (Fe 2 O 3 ). Molekyylipainot Fe=55,8 g/mol, O=16,0 g/mol. Ratkaisu: 4Fe + 3O 2 2Fe 2 O 3 n(fe )= 500g : 55,8 g/mol = 8,96 mol m=n M = 0,75 8,96 mol 32 g/mol = 215 g Vastaus: Happea kuluu 215 grammaa.
c) Raseeminen seos Raseeminen seos on optisten isomeerien seos, joka sisältää yhtä paljon vasemmalle sekä oikealle kiertävää peilikuvaisomeeria. Koska enantiomeerit kiertävät valon polarisaatiotasoa yhtä paljon mutta vastakkaisiin suuntiin, raseeminen seos ei kierrä polarisaatiotasoa. Esimerkiksi lääkkeistä efedriini ja ibuprofeeni esiintyvät raseemisina seoksina. Seosten kahdesta isomeeristä yleensä vain toinen vaikuttaa halutulla tavalla. Talidomidissa toinen isomeeri auttoi raskaana olevien naisten aamupahoinvointiin, mutta toinen vahingoitti sikiötä. d) Alkuaineiden jaksollinen järjestelmä Siinä alkuaineet on ryhmitelty järjestyslukunsa ja atomien elektronirakenteen mukaan. Sen avulla voidaan arvioida, mitkä alkuaineet muistuttavat toisiaan ja miten taulukossa lähekkäin olevat alkuaineet eroavat toisistaan. Jaksollisen järjestelmän pystyrivejä kutsutaan ryhmiksi. Saman ryhmän alkuaineilla on samantapainen uloimman elektronikuoren rakenne, joten niiden ominaisuudet muistuttavat toisiaan. Jaksollisen järjestelmän vaakarivejä sanotaan jaksoiksi. Jakson numero ilmoittaa, kuinka monta miehitettyä elektronikuorta alkuaineella on e) Adsorptio Adsorptiossa kaasumainen aine (tai neste) kiinnittyy kiinteän aineen pintaan. Huokoiset ja hienojakoiset aineet adsorboivat usein hyvin johtuen suuresta pinta-alasta. Esimerkkinä adsorption hyötykäytöstä on aktiivihiilisuodatin. Adsorptio voi olla fysikaalista tai kemiallista riippuen siinä vaikuttavista voimista ja syntyvistä sidoksista.
K3. Auton bensiininkulutus on 7,4 l/100 km. Kuinka suuri tilavuus hiilidioksidia lämpötilassa 25 C ja paineessa 1,0 bar (=100 kpa) muodostuu ajettaessa Helsingistä Kuopioon (385 km), kun oletetaan, että polttoaine palaa täydellisesti? Bensiini voidaan katsoa oktaaniksi (C 8 H 18 ), jonka tiheys on 0,71 kg/l. (R=0,0832 bar dm 3 /molk). Molekyylipainot: H = 1,008 g/mol, C = 12, 01 g/mol, O= 16,00 g/mol. (10 p) Ratkaisu: Matkalla Helsinki-Kuopio auto kuluttaa bensiiniä: 385 km 7,4 l/100 km = 28,49 l Bensiinin massa: m = 0,71 kg/l 28,49 l = 20,22 kg = 20 228 g Bensiinin ajatellaan vastaavan oktaania C 8 H 18 Palamisreaktio: 2 C 8 H 18 (l) + 25 O 2 (g) 16 CO 2 (g) + 18 H 2 O(g) Reaktion perusteella n(co 2 ) = 8 n(c 8 H 18 ) = 8 20228 g : 114,23 g/mol = 1416,6 mol pv=nrt V=nRT/p V(CO 2 ) = 1416,6mol 298 K 0,0832 bar dm 3 /mol K : 1,00 bar = V(CO 2 ) = 35 124 dm 3 = 35 m 3 Vastaus: Hiilidioksidia muodostuu 35 m 3.