Kemian tehtävien vastaukset ja selitykset Lääketieteen ilmainen harjoituskoe, kevät 2017 Alla on esitetty vastaukset monivalintaväittämiin ja lyhyet perustelut oikeille väittämille. Tehtävä 3 A 2 B 5,8 C 11 D 14,16 E 17,19 F 22 G 27 H 29 I 36 Perustelut väitteille: A: Liuottimeksi valitaan suurimman K D -arvon omaava liuotin, eli heksaani. B: Kolesteroli halutaan uuttaa poolisesta vesifaasista, joten valitaan uuttoon pooliton liuotin, kuten heksaani tai dietyylibentseeni. C: Mitä suurempi happovakion arvo on, sitä enemmän haposta protolysoituu, jolloin neutraalin HA muodon osuus pienenee. Vain muoto HA uuttuu orgaaniseen faasiin. D: Kaasumaisen suolahapon johtaminen vesiliuokseen nostaisi oksoniumionikonsentraatiota, jolloin heikosta haposta suurempi osuus olisi protolysoitumattomassa muodossa HA. Tällöin heikkoa happoa uuttuisi enemmän orgaaniseen faasiin. E: Karbonyyliamidi uuttuu eetteriin K D -arvosta päätellen. Tiheyksistä voidaan päätellä, että tiheämpi vesifaasi asettuu dekantterilasissa alemmaksi faasiksi. F: Heikko happo esiintyy kahdessa muodossa vesifaasissa HA ja A : [HA] org D = [HA] aq + [A ] aq K a = [A ] aq [H 3 O + ] [A ] aq = K a[ha] aq [HA] aq [H 3 O + ] D = [HA] org [HA] aq + Ka[HA]aq [H 3 O + ]
G: D = 7 V (org) = 100, 0 ml V (aq) = 20, 0 ml q(aq) = V aq DV org + V aq = 20,0 ml 7 100,0 ml + 20,0 ml = 0,02777... 0,028 H: D = 7 q(aq) = n(s) aq = 0,01 n(s) 0 = 0,01 n(s) 0 n(s) 0 V (aq) = 20, 0 ml q(aq) = V aq DV org + V aq V org = V aq q(aq)v aq q(aq)d = = 282,857... ml 280 ml 20, 0 ml 0,01 20, 0 ml 0,01 7 I: D = 7 q(aq) = n(s) aq = 0,1 n(s) 0 = 0,1 n(s) 0 n(s) 0 V (aq) = 20, 0 ml q(aq) = V aq(aq) DV org + V aq(aq) V org = V aq q(aq)v aq q(aq)d = = 25,714... ml 26 ml 20, 0 ml 0,1 20, 0 ml 0,1 7
Tehtävä 6 A 1 B 8 Perustelut väitteille: A: Hyödynnä Hessin lakia: kokonaisreaktio saadaan jakamalla reaktio 1 kahdella, kertomalla reaktio 2 kolmella ja kertomalla reaktio 3 kertoimella -3. B: n(hcl) = V (HCl) V m n(oh ) = cv = 0,07 mol = 0,01 mol Neutraloitumisen jälkeen hydroksidi-ioneja jää yli: n(oh ) = (0,07 0,01) mol = 0,06 mol [OH ] = n mol = 0,3 V l poh = 0,52288 (taulukosta) ph = 14, 00 0,52288 13,5
Tehtävä 7 Osa väittämistä liittyi fysiikan oppimäärään ja kyseisten väittämien perustelut löytyvät fysiikan puolelta. A 3 C 9 D 15 H 30 Perustelut väitteille: Anodireaktio: Zn(s) Zn 2+ (aq) + 2 e Katodireaktio: 2 H + (aq) + 2 e H 2 (g) Väite A: Kennojännite on hapetus- ja pelkistyspotentiaalien summa. Väite C: Kennokaavioon anodi vasemmalle ja katodi oikealle. Väite D: Summaa anodi- ja katodireaktiot kokonaisreaktioksi. Väite H: Vetyionit eivät kykene hapettamaan jaloa hopeametallia.
Tehtävä 9 Perustelut väittämille: 1. Kyseessä additioreaktio, joka noudattaa Markovnikovin sääntöä. 2. Amidi on muodostunut karboksyylihaposta 12 sekä amiinista 16. 3. Metyylimetaaniamidi on muodostunut metaanihaposta sekä metyyliamiinista. 4. Additioreaktiolla molekyylistä 3 molekyyli 6, muista Markovnikovin sääntö. 5. Nimestä päätellen lähtöaineina ovat propanoli sekä etaanihappo. 6. Alkoholin tai halogenoidun yhdisteen eliminaatioreaktiossa muodostuu alkeeni. 7. Amiinit ovat emäksiä. 8. Halogenoidun yhdisteen ja natriumhydroksidin välisessä substituutioreaktiossa muodostuu alkoholi. 9. Fenolaatti on fenolin vastinemäs. 10. Primaarinen alkoholi hapettuu aldehydin kautta karboksyylihapoksi.
Tehtävä 11 1. ET (B ja E ovat sama molekyyli.) 2. T (Sisältävät kiraalisen/kiraalisia hiiliä.) 3. ET (Myös molekyylillä F on cis-trans-isomeriaa.) 4. T (Happiatomien hybridisaatiotyyppi on sp 3.) 5. T (Sivuketjua CH 3 kutsutaan metyyliryhmäksi.) 6. ET (Molekyylien molekyylikaavat on eriävät.) 7. ET (Väitteiden 7-11 perustelut alla.) 8. T 9. T 10. T 11. ET 12. T (Anionin säde on suurempi kuin alkuperäisen atomin.) 13. ET (Atomikoko kasvaa oikealta vasemmalle jaksossa.) 14. ET (Ionisaatioenergia kasvaa jaksossa vasemmalta oikelle.) 15. ET (Neonin tilalla pitäisi olla argon.) 16. T (Elektronegatiivisuus kasvaa ryhmässä ylöspäin mentäessä.) T = tosi, ET = epätosi. Perustelut väitteille 7-11: Tasapainotettu reaktioyhtälö: I 2 (g) + 10 NO 3 (aq) + 8 H + (aq) 2 IO 3 + 10 NO 2 (g) + 4 H 2 O(l) Väite 7: Epätosi: Typpidioksidimolekyylejä muodostuu 10. Väite 8: Tosi: Nitraatti-ionia tarvittaisiin 10n(I 2 ) = 49 mmol, mutta sitä on 55 mmol eli ylimäärin tarpeeseen nähden. Jodi on rajoittava tekijä. Vetyionien ainemäärää ei mainita, joten vetyionit voidaan jättää tarkastelun ulkopuolelle. Väite 9: Tosi: n(no 2 ) = 10n(I 2 ) = 49 mmol V (NO 2 ) = n V m = 1,098 l Väite 10: Reaktioyhtälön kertoimien perusteella väite on tosi. Väite 11: Epätosi: Nitraatti-ioneja tarvittaisiin kymmenen kertaa enemmän kuin jodimolekyylejä eli yhteensä 25 mol.