Tehtävä 1 a) Kuinka monta merkitsevää numeroa on luvussa 0,024? b) Opiskelija punnitsi kiinteää kaliumkloridia 0,075 g. Kuinka paljon hän punnitsi suolaa milligrammoina? c) Opiskelija pipetoi 15,0 ml suolahappoliuosta, jonka tiheys on 1,0980 kg/l. Kuinka monta grammaa suolahappoa oli tässä tilavuudessa? a) kaksi b) 75 mg c) V(HCl) = 15,0 ml = 0,0150 l (HCl) = 1,0980 kg/l m(hcl) =? Ratkaistaan liuoksen massa tiheyden suureyhtälöstä m V, josta m(hcl) = (HCl) V(HCl) = 1,0980 kg/l 0,0150 l = 0,01647 kg = 16,47 g 16,5 g Tehtävä 2 Selvitä, millaisia ovat seuraavien molekyylien atomien väliset sidokset (poolisia vai poolittomia). HCl, NH 3, CH 4, H 2 O, CO 2. Yhdiste HCl NH 3 CH 4 H 2 O CO 2 Atomien väliset sidokset lähes poolittomia kovalenttisia Tehtävä 3 a) Selitä käsite vetysidos? b) Mallinna piirroksella vesimolekyylien välisiä vetysidoksia. a) Vetysidos syntyy sellaisten molekyylien välillä, joissa pienikokoinen vetyatomi on liittynyt kovalenttisesti pienikokoiseen, hyvin elektronegatiiviseen epämetalliatomiin. Tällaisia alkuaineita ovat: happi, typpi ja fluori. Atomien pienen koon ja suuren elektronegatiivisuuseron vuoksi molekyyliin syntyvät osittaisvaraukset (pysyvät dipolit) ovat suuremmat kuin poolisissa molekyyleissä yleensä. Vetysidokset ovat vahvimpia molekyylien välisiä sidoksia, mutta ovat kuitenkin huomattavasti heikompia kuin kovalenttiset sidokset tai ionisidokset.
b) Tehtävä 4 Millä menetelmällä a) puhdistaisit ruokasuolan, jonka sekaan on joutunut hiekkaa? b) erottaisit kaksi toisiinsa sekoittunutta nestettä? c) erottaisit nesteeseen liukenemattoman kiinteän aineen? d) erottaisit kaksi nestettä, jotka eivät sekoitu keskenään? Nimeä eri kohdissa tarvitsemasi välineet. a) Lisätään seokseen vettä, jolloin ruokasuola liukenee. Suodatetaan seos, jolloin hiekka jää suodatinpaperille. Haihdutetaan vesi suolaliuoksesta, jolloin jäljelle jää puhdas ruokasuola. Kuva, jossa näkyy dekantterilasi ja lasisauva liuotusta varten. Suppilo, suodatinpaperi, statiivi, kaksoispuristin ja suodatinrengas tarvitaan suodatusta varten. Haihdutusmalja ja kuumennusvälineet tarvitaan haihdutusta varten. b) Nesteseos voidaan tislata, jolloin tarvitaan kolvi, kiehumakivet, tislaussilta ja vastaanottoastia. Nesteseoksesta voidaan myös haihduttaa toinen aine, jolloin tarvitaan haihdutusmalja ja kuumennusvälineet. c) Liukenematon aine suodatetaan, jolloin tarvitaan suppilo, suodatinpaperi, statiivi, kaksoispuristin ja suodatinrengas. Erotus voidaan tehdä myös dekantoimalla, mikä kiinteä aine on tarpeeksi karkeajakoista. d) Mikäli nesteiden välillä on selvä rajapinta, voidaan pinnalla oleva neste kerätä erilleen pasteurpipetillä. Nesteet voidaan erottaa myös tiheytensä perusteella erotussuppilossa. Vaihtoehtoisesti nesteseos voidaan tislata tai toinen nesteistä voidaan haihduttaa pois haihdutusmaljassa. Tislausta varten tarvitaan kolvi, kiehumakivet, tislaussilta ja vastaanottoastia. Haihdutusta varten tarvitaan haihdutusmalja sekä kuumennusvälineet. Tehtävä 5 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.
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 6 Tarkastele seuraavia merkintöjä, ja selitä mitä tietoa niihin sisältyy. a) 39 19 K b) 40 19 K c) K + d) M(K) = 39,10 g/mol a) K on kaliumin kemiallinen merkki. 19 on kaliumin järjestysluku (Z), jonka mukaan kaliumatomissa on 19 protonia ja 19 elektronia. 39 on kaliumin massaluku (A), jonka perusteella voidaan päätellä, että kyseisessä atomissa on 39 19 = 20 neutronia. b) Massaluvun 40 perusteella kyseessä on kaliumin isotooppi, jonka atomiytimessä on 40 19 = 21 neutronia. c) Kyseessä on kaliumioni, jonka varaus on +1. Kyseisessä ionissa on yksi elektroni vähemmän kuin kaliumatomissa. d) Merkintä M tarkoittaa kaliumin moolimassaa, jonka lukuarvo on 39,10 ja yksikkö g/mol. Sen mukaan 39,10 grammaa kaliumia sisältää yhden moolin eli Avogadron vakion verran kaliumatomeja.
Tehtävä 7 Kuinka monta kulta-atomia on 18 karaatin kultasormuksessa, jonka massa on 12,5 g (18 karaattia tarkoittaa, että kultaa on sormuksessa 75,0 massaprosenttia)? m(au) = 0,750 12,5 g = 9,3750 g M(Au) = 196,97 g/mol N(Au) =? Kullan ainemäärä on n(au) m(au) 9,3750 g = = M(Au) 196,97 g/mol = 0,047596 mol Kulta-atomien lukumäärä sormuksessa on N(Au) = n(au) N A = 0,047596 mol 6,022 10 23 1/mol = 2,8662 10 22 2,87 10 22 Tehtävä 8 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. Laske aspartaamin moolimassa. Litra Coca-Colaa sisältää 1,52 g aspartaamia. Laske aspartaamin konsentraatio Coca-Colassa. Tehtävä tehtiin yhdessä kertaustunnilla. Vastaus löytyy siis muistiinpanoistasi. Tehtävä 9 Jätealtaassa on 50 m 3 vesiliuosta, jonka elohopeapitoisuus on 2,5 10 6 mol/l. Kuinka monta grammaa elohopeaa altaaseen on joutunut? c(hg) = 2,5 10 6 mol/l V(liuos) = 50 m 3 = 50 000 dm 3 = 50 000 l M(Hg) = 200,59 g/mol m(hg) =? Elohopean ainemäärä jätealtaassa on n(hg) = c(hg) V(liuos) = 2,5 10 6 mol/l 50 000 l = 0,1250 mol Altaaseen joutuneen elohopean massa on m(hg) = n(hg) M(Hg) = 0,1250 mol 200,59 g/mol = 25,07 g 25 g.
Tehtävä 10 Ryhmittele seuraavat yhdisteet oikeisiin yhdisteluokkiin niiden sisältämän funktionaalisen ryhmän perusteella. a) alkeeni b) alkoholi (sekundäärinen) c) amiini (primäärinen) d) aromaattinen hiilivety e) karboksyylihappo f) ketoni Tehtävä 11 Ibuprofeeni on yleisesti käytetty tulehduskipulääke, jonka rakennekaava on a) Laske ibuprofeenin moolimassa. b) Mihin orgaanisiin yhdisteluokkiin ibuprofeeni voidaan luokitella? c) Yksi ibuprofeenitabletti sisältää vaikuttavaa ainetta 400 mg. Laske, kuinka monta ibuprofeenimolekyyliä tabletissa on. Tehtävä tehtiin yhdessä kertaustunnilla. Vastaus löytyy siis muistiinpanoistasi. Tehtävä 12 Selitä seuraavat käsitteet. Anna esimerkki (nimi tai kaava) kustakin. a) hiilivety b) alkeeni c) tyydyttymätön hiilivety d) syklinen hiilivety e) aromaattinen yhdiste f) polyaromaattinen hiilivety
Glyseroli KE1.1 Kertaustehtäviä a) Orgaaninen yhdiste, joka sisältää vain hiiltä ja vetyä. Esimerkiksi metaani CH 4. b) Hiilivety, jonka molekyylissä on yksi hiiliatomien välinen kaksoissidos. Esimerkiksi eteeni CH 2 =CH 2. c) Hiilivety, jonka molekyylissä on hiiliatomien välinen kaksois- tai kolmoissidos. Esimerkiksi propeeni CH 2 =CH CH 3. d) Hiilivety, jonka molekyylissä hiiliatomit muodostavat renkaan. Esimerkiksi sykloheksaani. e) Orgaaninen yhdiste, joka sisältää vähintään yhden bentseenirenkaan. Esimerkiksi metyylibentseeni eli tolueeni. f) Aromaattinen hiilivety, jonka molekyylissä on kaksi tai useampia bentseenirenkaita. Esimerkiksi naftaleeni. Tehtävä 13 Kirjoita jokin mahdollinen rakennekaava yhdisteelle ja nimeä a) alkeeni, jonka molekyylikaava on C 4 H 8. b) karboksyylihappo, jonka molekyylikaava on C 5 H 10 O 2. c) aldehydi, jonka molekyylikaava on C 4 H 8 O. d) aromaattinen yhdiste, jonka molekyylikaava on C 7 H 8. e) sekundäärinen amiini, jonka molekyylikaava on C 4 H 11 N. f) sekundäärinen alkoholi, jonka molekyylikaava on C 6 H 14 O. Tehtävä tehtiin yhdessä kertaustunnilla. Vastaus löytyy siis muistiinpanoistasi. Tehtävä 14 Selitä, miten rasvamolekyyli muodostuu. b) Mitä ovat triglyseridit? Piirrä mallikuva triglyseridin rakenteesta. c) Millainen on polytyydyttymätön rasvahappo? Anna esimerkki tällaisesta rasvahaposta. a) Rasvat ovat kemialliselta rakenteeltaan glyserolin ja rasvahappojen estereitä. Rasvamolekyyli syntyy, kun glyseroli esteröityy yhteen, kahteen tai kolmeen rasvahappomolekyyliin. b) Triglyseridissä glyseroliin on esteröityneenä kolme rasvahappomolekyyliä. Rasvahappo Rasvahappo c) Polytyydyttymättömässä rasvahapossa kaksi tai kolme hiiliatomien välistä kaksoissidosta. Esimeriksi linolihappo tai linoleenihappo. Rasvahappo