Kemi A STX - 4. juni 2014

Her finder du vores vejledende besvarelse af STX Kemi A eksamenssættet fra onsdag den 4. juni 2014.

Alle opgaverne i eksamenssættet er besvaret og regnet igennem af vores fagredaktør i kemi.

I opgaverne 4.b, 4.c og 4.d er der links til vores kemiguides. Her finder du hjælp til at løse opgaverne på egen hånd. Dvs. du kan træne dig selv, ved at bruge vores kemiguides, inden du ser facit.

Opgave 1
a. Anfør hvilke atomer, der oxideres og hvilke, der reduceres.
b. Beregn massen af aluminium, der skal forbruges til reaktion med 33 ton niobit.
c. Undersøg, om flussyreopløsningen kan anvendes til at adskille de to mineraler.

Opgave 2
a. Angiv det systematiske navn for levulinsyre.
b. Beregn pH i en 0,102 M opløsning af levulinsyre ved 25 °C.
c. Angiv reaktionstyperne for omdannelsen af levulinsyre til A.
d. Bestem strukturen for B. Inddrag blandt andet 1H-NMR-spektrets kemiske skift, integraler og koblingsmønstre i argumentationen.

Opgave 3
a. Anfør alle carbon- og hydrogenatomer på formlen for P.
b. Beregn koncentrationen af produktet P i reaktionsblandingen
c. Argumenter ud fra figur 1 for, hvilken reaktionsorden med hensyn til GTP omdannelsen følger i det viste koncentrationsområde. Bestem hastighedskonstanten.
d. Begrund ud fra modellen, at reaktionen kan beskrives som en første ordens reaktion med hensyn til GTP ved koncentrationer under 1∙10^-7 M. Beregn halveringstiden for omdannelsen af GTP ved koncentrationer under 1∙10^-7 M.

Opgave 4
a. Opskriv reaktionsbrøken for ligevægten.
b. Bestem ligevægtskonstanten for reaktionen ved 650 °C.
c. Bestem ∆H° og ∆S° for reaktionen. Kommenter ∆S° i forhold til reaktionsskemaet.
d. Forklar, hvordan ligevægten kan bringe kondenseret wolfram fra pærens inderside tilbage til glødetråden og dermed forhindre, at pæren bliver mørk med tiden.
e. Beregn partialtrykket af WBr₄ ved ligevægt i beholderen med temperaturen 650 °C.

Her ser du et uddrag af besvarelsen af opgave 2 d:

Elementaranalysen gør det muligt at udregne den empiriske formel for B:

$x \left( C \right) =\frac{M \left( B \right) \cdot \%C}{M \left( C \right) }=\frac{131,13\cdot 0,4580}{12,001} \approx 5$

$x \left( H \right) =\frac{M \left( B \right) \cdot \%H}{M \left( H \right) }=\frac{131,13\cdot 0,0692}{1,008} \approx 9$

$x \left( N \right) =\frac{M \left( B \right) \cdot \%N}{M \left( N \right) }=\frac{131,13\cdot 0,1068}{14,007} \approx 1$

$x \left( O \right) =\frac{M \left( B \right) \cdot \%O}{M \left( O \right) }=\frac{131,13\cdot 0,3660}{15,999} \approx 3$

Den empiriske formel for B er: C₅H₉NO₃

IR spektrum: Et dobbeltbånd i området mellem 3400-3500 cm^-1 indikerer, at stoffet højest sandsynligt indeholder en primær amin: RNH₂.

¹H-NMR spektrum: Hvis B indeholder 9 hydrogenatomer, så passer værdierne fra integraler med 2-2-2-2-1 fra højre til venstre. Det enkelte signal ved 10,7 ppm, som er en singlet, tilhører et H fra en carboxylsyre. Signalet ved 4,9 ppm, som er en bred singlet, har et integral, der svarer til to H og tilhører den primære amin, der også blev fundet i IR-spektret. Singletten ved 3,7 ppm, der integrerer til to H, er sandsynligvis ..