MAL:n pistesuositus kemian reaaikokeen tehtäviin keväää 01. - Tehtävän eri osat arvosteaan 1/ pisteen tarkkuudea ja oppusumma pyöristetään kokonaisiksi pisteiksi. Tehtävän sisää pieniä puutteita voi korvata jonkin muun kohdan tavaista syväisemmää käsitteyä. - Kemian kannata epätäsmäisestä kieenkäytöstä, huoimattomasti piirretyistä oraanisten yhdisteiden rakennekaavoista tai huoimattomasta kaavojen kirjoittamisesta sekä virheeisistä nimistä vähennetään 0. - Pieni askuvirhe tai ikiarvojen huoimaton käyttö aiheuttaa 1/ isteen vähennyksen. Tuoksen tarkkuus määräytyy epätarkimman ähtöarvon mukaan. - Väituoksissa tuee oa riittävä määrä numeroita näkyvissä. - Seventävien kuvien ja kaavioiden käyttö on suositetavaa. Sanaisissa vastauksissa tuee käyttää myös kemiaisia kaavoja. Yeensä vastaukset tuee perustea. - Jos vastauksena pyydetään reaktioyhtäöä, sen tuee oa esitettynä iman hapetusukuja pienimmin mahdoisin kokonaisukukertoimin ja oomuodoia varustettuna. raanisissa reaktioyhtäöissä käytetään rakennekaavoja, mutta ei vaadita oomuotoja. 1. Se - jos vastaus: ei mikään, 1/ p. b) P c) Rn d) Ba - jos vastaus Be, 1/p - jos vastaus Ba ja Be,. e) P tai Se f) C -jos sekä oikea että väärä vastaus, 0 p. N 4 N (s) N () + () + 4 () -oomuodot puuttuvat tai väärin, - 1/ p. - jos kaikki kaavat oikein,. - jos kertoimet oikein,. b) 9 m, 10 n(n 4 N ) = = =,87 10 7 M 80,05 reaktioyhtäöstä: n(kaasut) = 7 n(n4 N ) p 7 V(kaasut) =n V m =,87 10 7,41 =,5 10 9, 10 6 m - jos vesi jätetty pois kaasumaisista reaktiotuotteista,. - yväksytään myös jos kaasujen tiavuudet annettu erikseen. c) Seitetty, että ammoniumnitraatin hajoaminen on eksoterminen reaktio. Reaktiossa vapautuu nopeasti suuri määrä kaasuja, joka aiheuttaa räjähdyksen. - jos eksotermisyys puuttuu, -1/p. - jos paineaato puuttuu, -1/p. MAL Ry kevät 01 sivu 1 1601 : 085
. Emäksinen iuos, Ca() (aq) Ca + (aq) + - (aq) b) Emäksinen iuos, C N (aq) + () C N + (aq) + - (aq) c) Emäksinen iuos, C - (aq) + () C - (aq)+ - (aq) d) apan iuos, A(N ) (aq) A + (aq) + N - (aq) Vedessä A + hydratoituu A + (aq) [A( ) 6 ] + (aq) ja hydratoitunut ioni toimii happona:[a( ) 6 ] + (aq) + () [A( ) 5 ()] + (aq) + + (aq) e) Emäksinen iuos, C 6 5 C - (aq) + () C 6 5 C(aq) + - (aq) f) apan iuos, C(aq) + () + (aq) + C - (aq) - yväksytään myös, jos seitetty iuoksen oevan ähes neutraai, koska hapon konsentraatio on pieni. - jos päätemä oikein, mutta reaktioyhtäö puuttuu, /p 4. Kondensaatioreaktiossa ekyyien iittyessä toisiinsa vapautuu jokin pieniekyyinen yhdiste. Jos reaktioon osaistuvissa ekyyeissä on vähintään kaksi kondensoivaa ryhmää, voi reaktiotuotteena oa poymeeriyhdiste. b) Nomex muodostuu dikarboksyyihaposta p 1,- bentseenidikarboksyyihappo (-karboksyyibentsoehappo) 1,-bentseenidihappo,/p ja diamiinista N N 1,-diaminobentseeni (-aminoaniiini) -kaava, -nimi, 4 p 5. Maito on emusio, jossa on pieniä rasvapaoja ja suuriekyyisiä vakuaisaineita. Kooidihiukkaset aiheuttavat vaon sironnan, joten vao ei kuje maidon äpi suoraviivaisesti. b) Kananmuna sisätää eriaisia proteiineja, joiden tertiaarirakenne muuttuu kuumennettaessa (denaturoituiminen), ja vakuainen muuttuu kiinteäksi. c) Ihmisen eimistössä on useita tärkkeystä pikkovia entsyymejä, mutta ei seuoosan hajottamiseen tarvittavia entsyymejä. d) Vetyperoksidin hajoamistuotteet ovat happi ja vesi. Veren entsyymit kataysoivat vetyperoksidin hajoamisen, ja vapautuva happi hapettaa mikro-oranismeja (tappaa bakteereit. e) Titaanidioksidia käytetään aurinkosuojatuotteissa, koska se heijastaa ja sirottaa UVsäteiyä ja suojaa näin ihoa aurinon haittavaikutuksita, kuten ihosyövitä. - jos vain mainittu että titaanidioksidi suojaa UV-vaota, /p - jos heijastumisen ja sironnan sijasta puhutaan absorptiosta,- 1/p. MAL Ry kevät 01 sivu 1601 : 085
f) Maitohappoa muodostuu ihaksiin etenkin anaerobisen ihastyön seurauksena. Anaerobinen ihastyö tuottaa maitohappoa, joka muuttuu nopeasti ihaksissa aktaatiksi. Laktaatti estää sydäntä ja keuhkoja työskenteemästä yi maksimikapasiteettinsa. Laktaatin muodostuminen rasituksen aikana aiheuttaa väsymystä ja mahdoisia ihaskipuja. 1x6p 6. C C Kortisoin rakenteessa esiintyy kaksi karbonyyi(c=)-ryhmää/ketoniryhmä, yksi kaksoissidos(>c=c<) ja kome hydroksyyiryhmää, x1/p b) Kiraaisten hiiien ukumäärä on seitsemän (merkitty kuvaan tähdiä). C * * * C * * * * - öydetty kuusi kiraaista keskusta p - öydetty kome kiraaista keskusta, - väärästä, -1/p p c) Esitetty kome yhdistetyyppitään eriaista reaktiotuotteen rakennekaavaa, x - kortisoin sekundaarinen hydroksyyiryhmä hapettuu ketoniksi ja primäärinen hydroksyyiryhmä adehydiksi/karboksyyihapoksi - kortisoin karbonyyiryhmät pekistyvät akohoiryhmiksi - kortisoi voi esteröityä kaikista komesta ekyyin hydroksyyiryhmästä karboksyyihappojen kanssa - kortisoin hiiiatomien väinen kaksoissidos aukenee esimerkiksi vedyn, haoeenin tai haoeenihiiivedyn vaikutuksesta ja sidoksen hiiiatomeihin iittyvät kyseiset atomit additioreaktioa. 7. Gavaanisen kennon muodostaa kaksi tavaisesti nestekosketuksessa oevaa eektrodia, joissa tapahtuu spontaani hapettumis-pekistysreaktio eektronien siirtyessä ukoisen johtimen kautta eektrodita toisee. Kennon avua voidaan kemiaista eneriaa muuttaa sähköeneriaksi. b) Lähdejännite on avaanisen kennon muodostavien eektrodien väinen potentiaaiero (jännite). c) Manaani hapettuu, hapetusuku kasvaa 0 +II Koori pekistyy, hapetusuku pienenee 0 -I - jos toinen vastaus oikein, / p. d) Anodireaktio (-): Mn(s) Mn + (aq) + e - Katodireaktio (+) : C () + e - C - (aq) p MAL Ry kevät 01 sivu 1601 : 085
- oomuotoja ja anodi/katodi sanoja ei vaadita. - jos vain toinen reaktio oikein, /p. - jos eektrodien merkit puuttuvat tai ovat väärin, 0 p. e) Tauukkokirjasta saadaan reaktioe C () + e - C - (aq), E o (C /C - ) = +1,6 V Mn + (aq) + e - Mn(s), E o (Mn + /Mn) = x E o (kenno) = E o (C /C - ) - E o (Mn + /Mn) = +1,6 V x =,54 V ei x = -1,18 V - jos vastaus +1,18 V,. 8. Sininen iuos on kuparisufaattia. (Voidaan tunnistaa myös iekkikokeessa sinivihreästä väristä.) Natriumkarbonaatista vapautuu hiiidioksidikaasua, kun siihen isätään suoahappoiuosta. Tämä näkyy seoksen kuohumisena. Natriumkarbonaatti voidaan tunnistaa myös yeisindikaattoria: emäksinen iuos, sininen väri. Lisättäessä natriumhydroksidia siitä vapautuu ammoniakkia, joka voidaan tunnistaa pistävästä hajusta. Ammoniumkoridi on hapan ja muuttaa yeisindikaattoriiuoksen punaiseksi. opeanitraattiiuoksesta saostuu hopeakoridia isättäessä suoahappoiuosta. Strontiumsuoa tunnistetaan iekkikokeea (punainen väri). Natriumkoridi tunnistetaan iekkikokeea (ketainen väri). Se on myös aine, joka jää jäjee, kun kaikki edeiset on tunnistettu. - Kuekin yhdisteee riittää yksi perustetu tunnistusmenetemä. Myös annettujen näytteiden keskinäistä reaktioita voidaan käyttää. - Kuparin pekistäminen krominikkeianaa, 0p yhteensä 9. Ks(C CA) = [A + ][CC - ] =,0 10 - (/) Kyäisessä iuoksessa [CC - ] = [A + ] = 10 ( / ) = 0,04471 / Liukoisuus = n M = 0,04471 / 166,914 / = 7,4646 / 7,5 / b) opea-asetaatti iukenee veteen ioneina A + ja C C -, vesiiuoksessa muodostuu täöin - -ioneja: C C - (aq) + () C C(aq) + - (aq) appamassa iuoksessa hydroksidi ionit neutraoituvat ja reaktion tasapaino siirtyy oikeae, ei hopea-asetaatin iukoisuus kasvaa. (Le Châteier) c) C C (aq) + Na(aq) C CNa(aq) + () Ainemäärät iuoksessa: n(ac) = 5,0 m; n(n =,0 m Neutraoitumisen jäkeen n(ac - ) =,0 10 - Kun V = 65 m [Ac - ] =,0 10 - /0,065 = 4,615 10 - / Liukoisuustuon yhtäöstä: Ks = [A + ][Ac - ] [A + ] 4,615 10 - / =,0 10 - / [A + ] = 0,04 / p 6x n(an) = V c= 65 m 4, 10 - / =,816 m m(an ) =,816 m 169,88 / = 478 m 480 m MAL Ry kevät 01 sivu 4 1601 : 085
10. 45 % hapettuu (C ) n (aq) + n () n C () + n () 10 % käymisreaktioa (C ) n (aq) n C () + n C 4 () Moemmissa reaktioissa 1 mooista (C ) n muodostuu n mooia kaasuja. pv 100kPa 16, 0m n( kaasut) = = = 645,4 RT Pam 8,1451 98,15K K m kok = x m 1 = 0,45x, m = 0,10x n(kaasut) = n 1 (C )+ n (C )+ n (C 4 ) n(kaasut) = n 1 (C ) n + n (C ) n 0,45x 0,10x n( kaasut) = + M(C) M(C) 0,45x + 0,10x 645,4 = 0,06 x = 56 Veteen jää 45 % ei 0,45 56 = 15856 16 k (15,9 k) b) C 4 () + () C () + () Metaanin paamisämpö (5 o C) Δ = [(-9,5-85,8) + 74,9]kJ/ = - 890, kj/ Käymisreaktion mukaan reaoivan hiiihydraatin massa on 10 % kokonaismassasta ei 1 0,10 56 n( C ) = n[ ( C ) ] = = 58, 675 n 0,06 Δ = 58,675 (- 890, kj/)= 5kJ 5000kJ c) Jäteveteen jää 15856 hiiihydraatteja. 15856 Jätevettä puhdistetaan vuorokaudessa = 644 6 m 0,50 - jos vain periaate oikein, /p. 11. Kyseisen yhdisteen mahdoisia ekyyikaavoja ovat C 6, C 4, ja mahdoisia rakennekaavoja on useita, esimerkiksi: C C C C C C C - jokaisesta oikeasta rakenteesta 1/p; 6 1/p. b) Yhdisteen kiehumispisteeseen vaikuttaa pooisuus, ekyyin muoto ja ekyyin massa. Korkeimmat kiehumispisteet ovat akohoeia, koska ne muodostavat vetysidoksia ekyyien väie. Mahdoisista yhdisteistä korkein kiehumispiste on - propenoia. p p MAL Ry kevät 01 sivu 5 1601 : 085
c) Kaikki akohoiekyyit voivat dimeroitua. Esimerkiksi -propenoin dimeerin rakenne on: C C C... C C C d) Esitetty spektroskopian periaate ja mainittu eri menetemiä. IR- infrapunaspektros-kopiassa näytteeseen kohdistetaan infrapuna(ir)säteiyä. Näyte absorboi osan säteiystä ja äpäisevät säteet kerätään imaisimee. Spektrissä esitetään absorboituneen säteiyn intensiteetti aatouvun funktiona. Näyte tunnistetaan absorptiopiikkien muodon ja intensiteetin perusteea. Esimerkiksi funktionaaiset ryhmät, kuten hydroksyyiryhmä, karbonyyiryhmä, amiiniryhmä jne voidaan tunnistaa eriaisina absorptiopiikkeinä eri kohdissa spektriä. TAI NMR ei ydinmaneettinen resonanssispektroskopia perustuu siihen, että maneettisten atomiydinten käyttäytyminen maneettikentässä riippuu ydinten kemiaisesta ympäristöstä ja nämä riippuvuudet näkyvät ydinmaneettisen resonanssisinaain spektrissä. NMR-spektroskopia on tärkein ja tietoa antavin oraanisen kemian anayysimenetemä. NMR-menetemässä saadaan spektri, josta saadaan sevie hiiiatomien ukumäärä yhdisteen ekyyeissä ja kuinka monta vetyatomia kuhunkin hiiiatomiin on iittynyt. Yeisimmät ytimet joita tutkitaan ovat 1 ja 1 C. p 1. n1rt p i V = n i RT ja n i /V = c i p i = = ci RT V Reaktioe N () + () N () saadaan tasapainovakio K p [ N ] ( RT) [ ] [ ] pn ( ) = = = p ( ) pn ( ) ( RT) N RT K( RT) b) Reaktion reaktioämpö on tauukkokirjan mukaan o =. (-46,) kj = -9,0 kj ei reaktio on eksoterminen. Lämpötian aentaminen siirtää tasapainotiaa e Chateierin periaatteen mukaisesti ämpöä vapauttavaan (eksotermiseen) suuntaan ei tuotteiden puoee. -Reaktioämmön merkin voi perustea myös sanaisesti ammoniakin muodostumisämmön avua tai askemaa sidosenerioia (-76 kj). c) Jokaisen kaasun osapaine ennen reaktiota on n RT kpa i 0,150 8,1451 K 47K pi = = = 589,9 kpa = 0,5899 MPa V 1,00 Koska kokonaispaine ennen reaktiota p = p i = 1,77 MPa > tasapainotian paine (1,70 MP, reaktio on edennyt pienemmän paineen suuntaan ei oikeae. N () + () N () aussa (MP 0,590 0,590 0,590 tasapainossa (MP 0,590 x 0,590 -x 0,590 + x Paineen kokonaismuutos on x kokonaispaine tasapainotiassa 1,70 MPa = 1,77 MPa x, josta x = 0,05 MPa p MAL Ry kevät 01 sivu 6 1601 : 085
Kaasujen osapaineet: p(n ) = 0,590 MPa 0,05 MPa = 0,555 MPa p( ) = 0,590 MPa. 0,05 MPa = 0,485 MPa p(n ) = 0,590 MPa +. 0,05 MPa = 0,660 MPa K p( N ) (0,660MP = = = 6,88 (MP - p( ) p( N ) (0,485MP 0555MPa Tehtävän voi ratkaista myös konsentraatioiden avua: N () + () N () aussa (/) 0,150 0,150 0,150 tasapainossa (/) 0,150 x 0,150 -x 0,150 + x 5 x = kpa = 8,90 10 kpa 8,1451 K 47K [ ] = 0,1 [N ] = 0,1411 [N ] = 0,1678 (0,1678 ) kpa K p = K( RT) = (8,1451 47K) = K 6,88 (MP - (0,1 ) 0,1411 (Pyöristämättömiä väituoksia 6,86 (MP - ) yhteensä 9p MAL Ry kevät 01 sivu 7 1601 : 085