STX Kemi A Vejledende opgavesæt 3 NET November 2016

Her finder du vores vejledende besvarelse af det digitale vejledende opgavesæt fra november 2016 til Kemi A på STX.

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

Opgave 1
Opgaven viser en film, hvor en elev titrerer en opløsning af en monohydron carboxylsyre med natriumhydroxid. Du skal ud fra filmens oplysninger angive en egnet indikator til kolorimetrisk titrering af syren. Du skal også bestemme syrens molare masse. Til sidst skal du beregne, hvor stor en procentdel af syren som findes på baseform i urin med pH 4,5.

Opgave 2:
I denne opgave skal du beregne stofmængden af et bestemt stof A, som er euforiserende. Du skal også ud fra A's elementaranalyse bestemme stoffets molekylformel. Opgaven viser en film, hvor der gennemføres en række kemiske test på A. Du skal argumentere for, hvilke funktionelle grupper der findes i A, og generere H-NMR-spektre af to mulige strukturer for A. Til sidst skal du bestemme strukturen for et andet stof, B, vha. B's H-NMR-spektrum.

Opgave 3:
Her skal du redegøre for, at memantin er en base, og bestemme pK_b for memantin. Opgaven viser reaktionsforløbet for fremstillingen af memantin. Du skal angive reaktionstyperne for to reaktioner i reaktionsforløbet. Derefter skal du redegøre for, hvilke forskelle der er i IR-spektret for flere af stofferne i reaktionsforløbet. Til sidst er der en graf, som viser memantins opløselighed i vand som funktion af pH. Du skal forklare grafens forløb.

Opgave 4
Opgaven viser en reaktion mellem bromid og bromat, som følges spektrofotometrisk, idet der måles på absorbansen af produktet dibrom. Du skal angive reaktionstypen for reaktionen mellem bromid og bromat. Desuden skal du beregne koncentrationen af dibrom i reaktionsblandingen, når reaktionen er forløbet til ende, og bestemme dibroms absorbtionskoefficient. Derefter skal du vise, at reaktionen er af første orden med hensyn til bromat. Til sidst skal du bestemme reaktionsordenerne for hydroner og bromid.

Her ser du et uddrag fra besvarelsen af opgave 1 c:

I en titrerkurve for en syre gælder det, at pK_s-værdien er lig med pH-værdi, netop når titreringen er nået halvvejs til ækvivalenspunktet. Dette kan forklares ud fra pufferligningen. Når vi er halvvejs ved ækvivalenspunktet er der tilsat netop så meget NaOH, at præcis halvdelen af syren er neutraliseret – og dermed på sin baseform (B). Den anden halvdel af syren er på sin syreform (S). Med andre ord er koncentrationen af syreformen, [S], i opløsningen lig med koncentrationen af baseformen, [B], i opløsning, altså:

$\left[ S \right] = \left[ B \right]$

Dette indsætter vi i pufferligningen herunder.

Dermed kan vi bestemme syrens pK_s-værdi blot ved at aflæse pH-værdien halvvejs ved ækvivalenspunktet. Ækvivalenspunktet blev i opgave 1b bestemt til at være 31,5 mL, og derfor skal vi finde pH-værdien, når der er tilsat 0,5·31,5 mL =15,75 mL. Denne pH-værdi kan vi aflæse på titrerkurven i opgave 1b til at være 4,8. Da vi nu kender pKs-værdien kan vi bestemme fordelingen af hhv. syreform og baseform ved pH = 4,5 vha. pufferligningen.

$pH=pK_{s}+\log \left( \frac{ \left[ B \right] }{ \left[ S \right] } \right)$

$\Updownarrow$

$pH-pK_{s}=\log \left( \frac{ \left[ B \right] }{ \left[ S \right] } \right)$

$\Updownarrow$

$\frac{ \left[ B \right] }{ \left[ S \right] }=10^{pH-pK_{s}}=10^{4,5-4,8}=0,501$

Vi ønsker dog at bestemme, hvor..