Kjemi 2 Høst 2024

LK2021 oppgaver · 5 timer (2 + 3)

Vis på projektor

Eksamensoppgavene er utgitt av Utdanningsdirektoratet. Første nedlasting kjører en bot-sjekk i nettleseren (Vercel BotID) — mer i personvernerklæringen.

Vedlegg i oppgavesettet: Tabeller og formler i kjemi

Del 1uten hjelpemidler, med vedlegg · 2 timer · 17 oppgaver

Oppgave 1-1aLaveste oksidasjonstall for nitrogen

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

I hvilket stoff har nitrogen lavest oksidasjonstall?

Fasit

C

LøsningsforslagKI-generert

I et nøytralt molekyl er summen av oksidasjonstallene null. Hydrogen har oksidasjonstall +I, og oksygen har −II. Da har nitrogen +III i HNO2 og +V i HNO3. I NH3 har de tre H-atomene til sammen +III, så nitrogen har −III. I N2 er nitrogen et grunnstoff og har oksidasjonstall 0. Lavest oksidasjonstall er altså −III, i NH3.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Oppgave 1-1bNitratkonsentrasjon i kobbernitratløsning

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

En løsning på 1,0 L lages ved at 0,50 mol fast kobber(II)nitrat, Cu(NO3)2(s), løses fullstendig i vann.

Hva er konsentrasjonen av nitrationer i løsningen?

Fasit

C

LøsningsforslagKI-generert

Hver formelenhet kobber(II)nitrat gir ett kobberion og to nitrationer når saltet løses:

Cu(NO3)2(s)→Cu2+(aq)+2NO3−(aq)

0,50 mol salt gir derfor 2⋅0,50 mol=1,0 mol nitrationer. Volumet er 1,0 L, så konsentrasjonen av nitrationer er 1,0 mol/L. Alternativ B er konsentrasjonen av kobberioner.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Oppgave 1-1cReaksjonsmekanisme for 2-brompropan med hydroksid

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Figur 1 viser en reaksjonsmekanisme.

Reaksjonsmekanisme
Figur 1: Reaksjonsmekanisme

Hvilken reaksjonstype er dette?

Fasit

A

LøsningsforslagKI-generert

Hydroksidionet bruker et elektronpar til å binde et H-atom på nabokarbonet til C–Br. Elektronparet fra C–H-bindingen danner en dobbeltbinding mellom de to karbonatomene. Samtidig forlater bromidionet molekylet med bindingselektronene. Produktene er propen, vann og bromid:

CH3CHBrCH3+OH−→CH2=CHCH3+H2O+Br−

Når H og Br fjernes fra to nabokarbonatomer og det dannes en dobbeltbinding, er det en eliminasjonsreaksjon. Ved en substitusjon ville OH− angripe karbonatomet som bromatomet sitter på, og produktet ville blitt propan-2-ol.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Oppgave 1-1dGasskromatogram av propan-1-ol og oksidasjonsprodukter

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

I en syntese ble propan-1-ol først oksidert til et mellomprodukt og så videre til propansyre. En blanding av disse tre stoffene ble analysert med gasskromatografi, se figur 1.

Stoffene i kromatogrammet er separert etter kokepunkt.

Skisse av kromatogram
Figur 1: Skisse av kromatogram

Hvilket utsagn er riktig?

Fasit

D

LøsningsforslagKI-generert

Propan-1-ol er en primær alkohol. Den oksideres først til aldehydet propanal og så til propansyre. Propanon er et keton og dannes ikke fra en primær alkohol, så C er feil.

Stoffet med lavest kokepunkt kommer først ut av kolonnen. Vedlegget gir kokepunktene 48 °C for propanal, 97 °C for propan-1-ol og 141 °C for propansyre. Propanal har ingen hydrogenbindinger mellom molekylene. Propansyre danner de sterkeste hydrogenbindingene. Topp 1 er derfor propanal, topp 2 propan-1-ol og topp 3 propansyre. Da er A og B feil, og propansyre har lengst retensjonstid.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Oppgave 1-1eTynnsjiktkromatografi av klorofyll a og b

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

En blanding av plantepigmenter ble separert med tynnsjiktkromatografi (TLC), se figur 1.

Det var polar silika på overflaten av tynnsjiktplaten, og den mobile fasen besto av en blanding av heksan, aceton og etanol (blandingsforhold: 70:28:2). De grønne stoffene er klorofyll a og klorofyll b, merket med røde piler i figuren nedenfor.

Strukturformler og resultatet av TLC
Figur 1: Strukturformler og resultatet av TLC

Hvilken påstand er riktig?

Fasit

A

LøsningsforslagKI-generert

Molekylene er likt bygd, bortsett fra én gruppe. Klorofyll b har en aldehydgruppe, –CHO, der klorofyll a har en metylgruppe, –CH3. Aldehydgruppen er polar, så klorofyll b er mer polart enn klorofyll a. Derfor er B feil.

Silika er polar, mens den mobile fasen er nesten bare upolar heksan. Et polart stoff bindes sterkere til silika og vandrer kortere på platen. Klorofyll b får derfor lavest RF, og klorofyll a størst. Platen viser to atskilte grønne bånd, så C og D er feil.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Oppgave 1-1fPåstander om redoksreaksjon mellom permanganat og klorid

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

2MnO4−(aq)+10Cl−(aq)+16H+(aq)→2Mn2+(aq)+5Cl2(g)+8H2O(l)

Hvilken påstand om redoksreaksjonen ovenfor er riktig?

Fasit

B

LøsningsforslagKI-generert

Oksygen har oksidasjonstall −II. Summen i MnO4− skal være lik ladningen:

x+4⋅(−2)=−1⇒x=+7

Mangan har altså oksidasjonstallet +VII, og B er riktig. Mangan går fra +VII til +II i Mn2+ og blir redusert, så D er feil. Permanganat er dermed oksidasjonsmiddelet. Klorid går fra −I til 0 i Cl2 og blir oksidert. Klorid er altså reduksjonsmiddelet, så A er feil. Oksygen har −II både i MnO4− og i H2O, så C er feil.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Oppgave 1-1gGjenkjenne redoksreaksjon blant fire reaksjonslikninger

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Hvilken reaksjon er en redoksreaksjon?

Fasit

C

LøsningsforslagKI-generert

I en redoksreaksjon endres oksidasjonstallene. I reaksjon C går sølv fra oksidasjonstall 0 i Ag(s) til +I i AgCl. Klor går fra 0 i Cl2 til −I. Sølv blir oksidert, og klor blir redusert.

I de andre reaksjonene endres ingen oksidasjonstall. A er en fellingsreaksjon, B er en syre–base-reaksjon, og D er avspalting av krystallvann.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Oppgave 1-1hSyre som gir pH 2 i 0,10 mol per liter løsning

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

I en 0,10 mol/L løsning av en syre er pH-verdien 2,0.

Hvilken syre er i løsningen?

Fasit

A

LøsningsforslagKI-generert

pH 2,0 gir [H3O+]=0,010 mol/L. Da har en tidel av syren protolysert. Vi regner ut syrekonstanten:

Ka=[H3O+]⋅[A−][HA]=0,010⋅0,0100,10−0,010=1,0⋅10−40,090≈1⋅10−3

Vedlegget gir Ka=1,0⋅10−3 for vinsyre (første protolyse). Det stemmer. Andre protolyse bidrar lite.

Benzosyre har Ka=6,3⋅10−5 og gir bare pH omtrent 2,6. Ammoniumion og borsyre har Ka rundt 10−10 og gir pH omtrent 5.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Oppgave 1-1iLikevektsforskyvning ved spalting av bromklorid

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

I en beholder har denne likevekten innstilt seg:

2BrCl(g)⇌Br2(g)+Cl2(g)ΔH<0

Hvilken endring kan gjøres for å få dannet mer klorgass, Cl2(g)?

Fasit

B

LøsningsforslagKI-generert

Fjerner vi brom, minker konsentrasjonen av et produkt. Etter Le Châteliers prinsipp forskyves likevekten mot høyre for å motvirke endringen. Da dannes det mer Cl2.

Økt trykk har ingen virkning, fordi det er 2 mol gass på hver side. En katalysator gjør bare at likevekten innstiller seg raskere. Reaksjonen mot høyre er eksoterm, så økt temperatur forskyver likevekten mot venstre.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Oppgave 1-1jLikevektskonsentrasjoner ved dannelse av hydrogenklorid

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Hydrogengass og klorgass ledes inn i en tom beholder. De reagerer i en reversibel reaksjon og danner hydrogenklorid. Systemet oppnår likevekt.

H2(g)+Cl2(g)⇌2HCl(g)
[H2][Cl2][HCl]
Konsentrasjoner ved start i mol/L2,01,00,0
Svaralternativ:
A2,0−x1,0−xx
B2,0−2x1,0−2x2x
C2,0−x1,0−x2x
D2,0−2x1,0−x2x

Hvilken av radene A–D i tabellen viser riktig uttrykk for konsentrasjonene ved likevekt?

Fasit

C

LøsningsforslagKI-generert

Koeffisientene i likningen gir molforholdet 1:1:2. Hvis x mol/L H2 reagerer, reagerer også x mol/L Cl2. Samtidig dannes 2x mol/L HCl. Ved likevekt er derfor [H2]=2,0−x, [Cl2]=1,0−x og [HCl]=2x. Det er rad C.

Rad A tar ikke hensyn til koeffisienten 2 foran HCl. I rad B dannes det for lite HCl i forhold til det som forbrukes. I rad D forbrukes H2 og Cl2 ikke i forholdet 1:1.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Oppgave 1-1kGjentatte målinger av løsningsentalpi og tilfeldige feil

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

En kjemiker gjør et eksperiment for å bestemme entalpiendringen når et salt løses i vann.

Hvorfor bør eksperimentet utføres flere ganger under like betingelser?

Fasit

D

LøsningsforslagKI-generert

Tilfeldige feil gjør at målingene spres over og under den sanne verdien. Når vi gjentar forsøket og regner gjennomsnitt, jevner disse feilene seg ut.

Systematiske feil trekker alle målingene i samme retning. De blir ikke mindre av flere repetisjoner (B). Måleutstyret blir heller ikke mer nøyaktig av å brukes flere ganger (A). Resultatene blir aldri helt like, fordi det alltid finnes tilfeldige feil (C).

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Oppgave 1-1lEntalpi, entropi og spontanitet for fire prosesser

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

I tabellen nedenfor finner du termodynamiske data for fire ulike kjemiske prosesser.

ProsessΔH i kJ/molΔS i J/(K⋅mol)
13O2(g)→2O3(g)−429−139
22Fe2O3(s)+3C(s)→4Fe(s)+3CO2(g)462558
3H2O(g)→H2O(l)−44−119
4C3H8(g)+5O2(g)→4H2O(g)+3CO2(g)−2044100

Hvilken påstand er riktig?

Fasit

B

LøsningsforslagKI-generert

Prosess 2 har ΔH>0 og er endoterm. Den har også ΔS>0. Etter ΔG=ΔH−T⋅ΔS blir ΔG negativ når T⋅ΔS>ΔH, altså ved høy nok temperatur:

T>ΔHΔS=462 kJ/mol0,558 kJ/(K⋅mol)≈830 K

A er feil: Prosess 1 har negativ ΔH og negativ ΔS. C er feil, fordi prosess 3 har positiv ΔG ved 1000 K:

ΔG=−44 kJ/mol−1000 K⋅(−0,119 kJ/(K⋅mol))=75 kJ/mol

D er feil: Prosess 4 har ΔH<0 og ΔS>0, så den er spontan ved alle temperaturer.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Oppgave 1-2aLikevekt mellom dinitrogentetroksid og nitrogendioksid

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Grafen i figur 1 viser hvordan konsentrasjonene av N2O4 og NO2 i en lukket beholder endrer seg over tid. Vi har den reversible reaksjonen N2O4(g)⇌2NO2(g).

Endring i konsentrasjonene av \mathrm{N_2O_4} og \mathrm{NO_2} over tid
Figur 1: Endring i konsentrasjonene av \mathrm{N_2O_4} og \mathrm{NO_2} over tid

Vurder om hver av påstandene er rett eller feil.

Fasit

I: feil, II: riktig, III: riktig, IV: riktig

LøsningsforslagKI-generert

Vi vurderer påstandene én for én.

  • I er feil. Likevekt betyr at konsentrasjonene er konstante, ikke at de er like. Begge kurvene flater ut, så systemet når likevekt.
  • II er riktig. Likevekten er dynamisk. Reaksjonene går begge veier med samme fart, så konsentrasjonene endrer seg ikke.
  • III er riktig. Den blå kurven øker fra 0 til omtrent 0,016 mol/L. Den grønne synker fra 0,050 til omtrent 0,042 mol/L. Økningen er dobbelt så stor som minkingen, som passer med at 1 mol N2O4 gir 2 mol NO2.
  • IV er riktig. Den blå kurven for NO2 starter i null. Ved start er det altså bare N2O4 i beholderen.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Oppgave 1-2bPepsinspalting av peptid med fenylalanin

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

I magesekken blir proteiner spaltet til kortere polypeptidkjeder. Prosessen er katalysert av enzymet pepsin. Pepsin bryter oftest peptidbindinger der NH-gruppen kommer fra en aromatisk aminosyre. I en aromatisk aminosyre inneholder R-gruppen en benzenring.

Figur 1 viser en del av strukturformelen til et protein. R1 representerer resten av proteinet.

Protein
Figur 1: Protein

Vurder om hver av påstandene er rett eller feil.

Fasit

I: feil, II: riktig, III: riktig, IV: riktig

LøsningsforslagKI-generert

Vi vurderer påstandene én for én. Fra venstre er aminosyrene alanin, cystein, lysin, fenylalanin og alanin.

  • I er feil. Strukturen har fire peptidbindinger, og de binder sammen fem aminosyrer. Den siste alaninen står rett til venstre for R1.
  • II er riktig. R-gruppen –CH2–C6H5 har en benzenring. Det er fenylalanin.
  • III er riktig. NH-gruppen til fenylalanin er bundet til karbonylgruppen i lysin. Når pepsin bryter denne bindingen, spaltes alanin–cystein–lysin av. Det er et tripeptid.
  • IV er riktig. Et vannmolekyl går inn når peptidbindingen brytes. Det dannes en karboksylgruppe og en aminogruppe. Det er hydrolyse.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Oppgave 1-3Syntese av 4-metylpentan-2-on fra tre utgangsstoffer

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Du ønsker å syntetisere stoffet 4-metylpentan-2-on på laboratoriet.

Skjelettformel for 4-metylpentan-2-on

Alle stoffene vist i tabell 1 kan brukes som utgangsstoffer for å danne 4-metylpentan-2-on, men syntesene vil ha ulikt antall trinn.

Sorter disse tre stoffene etter økende antall trinn i syntesen for å komme til produktet. Begrunn svaret kort, gjerne med reaksjonslikninger.

Tabell 1. Utgangsstoffer for syntese av 4-metylpentan-2-on

Skjelettformler for stoff A 4-metylpentan-2-ol, stoff B 4-metylpentan-1-ol og stoff C 2-klor-4-metylpentan

Fasit

Økende antall trinn: stoff A (1 trinn) < stoff C (2 trinn) < stoff B (3 trinn) A: oksidasjon. C: substitusjon og oksidasjon. B: eliminasjon, addisjon av vann og oksidasjon.

LøsningsforslagKI-generert

Produktet er et keton med C=O på C-2. Ketoner lages ved å oksidere en sekundær alkohol. Siste trinn i alle tre syntesene er derfor oksidasjon av 4-metylpentan-2-ol, som er stoff A. Rekkefølgen blir A (1 trinn), C (2 trinn) og B (3 trinn).

Stoff A: ett trinn

Stoff A er en sekundær alkohol med OH på C-2. Den oksideres direkte til ketonet, for eksempel med surgjort dikromat:

3CH3–CH(OH)–CH2–CH(CH3)–CH3(l)+Cr2O72−(aq)+8H+(aq)→3CH3–CO–CH2–CH(CH3)–CH3(l)+2Cr3+(aq)+7H2O(l)

Stoff C: to trinn

Stoff C har Cl på C-2. Med hydroksidioner byttes Cl ut med OH (substitusjon), og vi får stoff A:

CH3–CHCl–CH2–CH(CH3)–CH3(l)+OH−(aq)→CH3–CH(OH)–CH2–CH(CH3)–CH3(l)+Cl−(aq)

Deretter oksideres stoff A til ketonet som over.

Stoff B: tre trinn

Stoff B er en primær alkohol med OH på C-1. Oksidasjon av B gir 4-metylpentanal og 4-metylpentansyre, ikke ketonet. OH-gruppen må derfor flyttes til C-2.

Først spaltes vann av med syre og varme (eliminasjon). Det dannes 4-metylpent-1-en:

HO–CH2–CH2–CH2–CH(CH3)–CH3(l)→CH2=CH–CH2–CH(CH3)–CH3(l)+H2O(l)

Fullstendig strukturformel for mellomproduktet 4-metylpent-1-en

Så adderes vann med syre som katalysator. Etter Markovnikovs regel går H til C-1 og OH til C-2. Hovedproduktet er stoff A:

CH2=CH–CH2–CH(CH3)–CH3(l)+H2O(l)→CH3–CH(OH)–CH2–CH(CH3)–CH3(l)

Til slutt oksideres stoff A til 4-metylpentan-2-on.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Oppgave 1-4Smelteelektrolyse av kaliumklorid og kalium i vann

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Rent kalium, K, kan framstilles ved en smelteelektrolyse av saltet kaliumklorid, KCl. Temperaturen vil være over 800 °C. Ved denne temperaturen er kalium i gassfase.

Skisse av elektrolyse av kaliumklorid, KCl
Figur 1: Skisse av elektrolyse av kaliumklorid, KCl

Skriv halvreaksjonene for det som skjer ved katoden og anoden i denne reaksjonen.

Det framstilte kaliumet blir avkjølt. Ved et uhell blir det sølt vann på det framstilte kaliumet, K(s).

Skriv reaksjonslikningen for det som skjer da.

Fasit

Katode: K+(l)+e−→K(g). Anode: 2Cl−(l)→Cl2(g)+2e−

2K(s)+2H2O(l)→2K+(aq)+2OH−(aq)+H2(g)

LøsningsforslagKI-generert

Smelten inneholder bare ionene K+ og Cl−. Det er ikke vann til stede, så ingen andre stoffer kan reagere ved elektrodene.

Katoden er koblet til minuspolen. Her tar de positive kaliumionene opp elektroner og blir redusert. Kaliumet dannes som gass ved denne temperaturen:

K+(l)+e−→K(g)

Anoden er koblet til plusspolen. Her gir kloridionene fra seg elektroner og blir oksidert til klorgass:

2Cl−(l)→Cl2(g)+2e−

Begge produktene er gasser. Det stemmer med figuren, der det kommer gass ut over begge elektrodene.

Kalium er et alkalimetall og et svært sterkt reduksjonsmiddel. Tabellen gir E∘(K+/K)=−2,93 V. Kalium reduserer derfor vann til hydrogengass, og det dannes hydroksidioner:

2K(s)+2H2O(l)→2K+(aq)+2OH−(aq)+H2(g)

Likningen kan også skrives med kaliumhydroksid: 2K(s)+2H2O(l)→2KOH(aq)+H2(g). Reaksjonen er kraftig og gir mye varme, så hydrogengassen kan antennes.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Oppgave 1-5Kalibreringsbuffer av metansyre og natriummetanat

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Et pH-meter må kalibreres før det kan brukes til å måle pH. Kalibreringen skjer ved hjelp av buffere med kjente pH-verdier.

En av disse bufferne skal ha pH-verdien 4,0. Denne løsningen inneholder metansyre, HCOOH, og natriummetanat, HCOONa. i. Hva er sur og basisk komponent i denne bufferen? ii. Hvilken komponent har størst konsentrasjon?

Skriv reaksjonslikningen for det som skjer dersom bufferen tilsettes litt salpetersyre, HNO3(aq).

Du skal lage 1,0 L kalibreringsbuffer med pH 4,0.

Forklar hvilke to av de fire reagensene nedenfor du må velge for å få størst mulig bufferkapasitet.

  • 0,50 mol/L HCOOH
  • 1,0 mol/L HCl
  • NaOH(s)
  • HCOONa(s)
Fasit

i) Sur komponent: HCOOH. Basisk komponent: HCOO−. ii) HCOO−, fordi pH=4,0 er større enn pKa=3,75.

HCOO−(aq)+H3O+(aq)→HCOOH(aq)+H2O(l)

1,0 mol/L HCl og HCOONa(s), fordi de gir høyest konsentrasjon av både sur og basisk komponent.

LøsningsforslagKI-generert

Den sure komponenten er metansyre, HCOOH. Den basiske komponenten er metanationet, HCOO−, fra natriummetanat. Natriumionet er tilskuerion.

ii) Tabellen gir pKa=3,75 for metansyre. Vi bruker bufferlikningen:

pH=pKa+lg⁡[HCOO−][HCOOH]4,0=3,75+lg⁡[HCOO−][HCOOH]lg⁡[HCOO−][HCOOH]=0,25

Logaritmen er positiv, så forholdet er større enn 1. Metanationet, HCOO−, har størst konsentrasjon. Forholdet er 100,25≈1,8.

Salpetersyre er en sterk syre og er fullstendig protolysert. Det er altså H3O+ som tilsettes. Den basiske komponenten i bufferen tar opp H3O+:

HCOO−(aq)+H3O+(aq)→HCOOH(aq)+H2O(l)

Nitrationet er tilskuerion. Forholdet mellom base og syre endres lite, og pH holder seg nesten konstant.

Bufferkapasiteten er størst når stoffmengdene av sur og basisk komponent er store. Forholdet mellom dem er bestemt av pH: [HCOO−]:[HCOOH]≈1,8.

Den sure komponenten kan komme fra to kilder:

  • 0,50 mol/L HCOOH: I 1,0 L er det høyst 0,50 mol HCOOH. Med HCOONa(s) får vi da ca. 0,9 mol HCOO−.
  • 1,0 mol/L HCl og HCOONa(s): Saltsyren protolyserer metanationer til metansyre, HCOO−(aq)+H3O+(aq)→HCOOH(aq)+H2O(l). 1,0 L saltsyre gir 1,0 mol HCOOH. Vi løser ca. 2,8 mol HCOONa, slik at ca. 1,8 mol HCOO− er igjen.

Med HCl og natriummetanat blir begge komponentene omtrent dobbelt så konsentrerte. Det gir størst bufferkapasitet.

De andre kombinasjonene er dårligere. HCOOH og NaOH gir en buffer, men NaOH bruker opp noe av den sure komponenten. Summen blir bare 0,50 mol. HCl med NaOH eller med HCOOH gir ingen buffer.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Del 2alle hjelpemidler · 3 timer · 4 oppgaver

Oppgave 2-6Løsning av natriumhydroksid og felling av kobberhydroksid i vannrør

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Når fast natriumhydroksid, NaOH(s), løses i vann, kan det beskrives med denne reaksjonslikningen:

NaOH(s)→vannNa+(aq)+OH−(aq)ΔH=−44,5 kJ/mol
Hjelpemiddelkrav: For hånd

Begrunn hvorfor oppløsningen av dette saltet i vann skjer spontant.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

i. Finn løseligheten til kobber(II)hydroksid, Cu(OH)2, i rent vann. Oppgi svaret i mol/L. ii. Vurder hvordan løseligheten endres dersom pH-verdien øker i vannet.

En del vannrør er laget av kobbermetall. Drikkevann som hadde stått en tid i et slikt kobberrør, inneholdt 1,0 mg Cu2+ per liter. I drikkevann skal pH være mellom 6,5 og 9,5.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Vurder om det blir felling av kobber(II)hydroksid i dette vannrøret.

Fasit

Oppløsningen er sterkt eksoterm, og ΔS er liten, så ΔH dominerer og ΔG<0 ved vanlige temperaturer.

i) s=1,77⋅10−7 mol/L ii) Løseligheten avtar når pH øker, fordi økt [OH−] forskyver likevekten mot fast Cu(OH)2.

[Cu2+]=1,57⋅10−5 mol/L. Det blir felling når pH>6,57, altså i nesten hele pH-området 6,5–9,5.

LøsningsforslagKI-generert

Reaksjonen er spontan når ΔG=ΔH−TΔS<0.

  • ΔH=−44,5 kJ/mol. Oppløsningen er sterkt eksoterm. Det trekker ΔG i negativ retning.
  • Faste ioner i et gitter blir frie ioner i løsning. Det øker entropien. Men ionene binder vannmolekyler rundt seg (hydratisering). Derfor blir ΔS liten, i praksis litt negativ for NaOH.

Leddet TΔS er lite i forhold til ΔH. ΔH-leddet dominerer, så ΔG<0. Oppløsningen er derfor spontan ved vanlige temperaturer.

Likevekten og løselighetsproduktet:

Cu(OH)2(s)⇌Cu2+(aq)+2OH−(aq)

Fra vedlegget: Ksp=2,20⋅10−20. Løses s mol/L, blir [Cu2+]=s og [OH−]=2s.

Ksp=[Cu2+]⋅[OH−]2=s⋅(2s)2=4s3
s=2,20⋅10−2043=1,77⋅10−7 mol/L

ii) Når pH øker, øker [OH−]. OH− er et felles ion, så likevekten forskyves mot venstre. Det løses mindre Cu(OH)2. Siden [OH−] er kvadrert, er effekten stor:

s=[Cu2+]=Ksp[OH−]2

Ved pH 9 er [OH−]=1,0⋅10−5 mol/L, og s=2,2⋅10−10 mol/L. Løseligheten avtar altså når pH øker.

Konsentrasjonen av kobberioner, med M(Cu)=63,55 g/mol:

[Cu2+]=1,0⋅10−3 g/L63,55 g/mol=1,57⋅10−5 mol/L

Det blir felling hvis ioneproduktet Q=[Cu2+]⋅[OH−]2 er større enn Ksp. Vi regner på begge grensene for pH.

pH 6,5 gir pOH 7,5 og [OH−]=10−7,5=3,16⋅10−8 mol/L:

Q=1,57⋅10−5⋅(3,16⋅10−8)2=1,57⋅10−20<Ksp

pH 9,5 gir pOH 4,5 og [OH−]=10−4,5=3,16⋅10−5 mol/L:

Q=1,57⋅10−5⋅(3,16⋅10−5)2=1,57⋅10−14>Ksp

Grensen for felling er der Q=Ksp:

[OH−]=2,20⋅10−201,57⋅10−5=3,74⋅10−8 mol/L

Det gir pOH =7,43 og pH =6,57.

Konklusjon: Ved pH under ca. 6,6 blir det ikke felling. Over denne pH-verdien blir det felling av Cu(OH)2. Nesten hele det tillatte pH-området (6,5–9,5) gir altså felling.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Oppgave 2-7Melkesyre, pH og polymeren PLA

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Melkesyre, 2-hydroksypropansyre, er en svak organisk syre.

Melkesyre (2-hydroksypropansyre)
Figur 1: Melkesyre (2-hydroksypropansyre)
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Beregn pH-verdien i en 0,2 mol/L løsning av melkesyre.

Biobasert plast er polymerer laget av biologisk materiale. Melkesyre kan framstilles fra planter med mye stivelse, som for eksempel mais eller poteter. Videre kan melkesyre brukes som monomer for å lage den biobaserte plasten PLA.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

PLA er en polyester der det skjer en kondensasjonsreaksjon mellom monomerene av melkesyre. i. Vis med strukturformler hvordan to melkesyremolekyler kan reagere i en kondensasjonsreaksjon og danne en ester. ii. Figur 2 viser strukturformelen til den repeterende enheten i polyeten. Tegn strukturformelen til den repeterende enheten i polymeren PLA.

Repeterende enhet i polyeten (PE)
Figur 2: Repeterende enhet i polyeten (PE)
Fasit

pH=2,28

i) Hydroksylgruppen i ett molekyl reagerer med karboksylgruppen i det andre. Det dannes en ester og vann (se strukturformler). ii) Repeterende enhet: [–O–CH(CH3)–CO–]n (se strukturformel).

LøsningsforslagKI-generert

Fra vedlegget: Ka=1,4⋅10−4 for melkesyre.

CH3CH(OH)COOH(aq)+H2O(l)⇌CH3CH(OH)COO−(aq)+H3O+(aq)

Vi setter x=[H3O+]=[CH3CH(OH)COO−]. Da er [CH3CH(OH)COOH]=0,2−x.

Ka=[CH3CH(OH)COO−]⋅[H3O+][CH3CH(OH)COOH]=x20,2−x=1,4⋅10−4

Dette gir andregradslikningen

x2+1,4⋅10−4x−2,8⋅10−5=0
x=−1,4⋅10−4±(1,4⋅10−4)2+4⋅2,8⋅10−52
x=5,22⋅10−3ellerx=−5,36⋅10−3

Den negative løsningen forkastes, fordi en konsentrasjon ikke kan være negativ. Altså er [H3O+]=5,22⋅10−3 mol/L.

pH=−lg⁡(5,22⋅10−3)=2,28

Forenklingen 0,2−x≈0,2 gir x=1,4⋅10−4⋅0,2=5,29⋅10−3 og samme pH, 2,28. Den holder her, fordi bare 2,6 % av syren protolyseres.

Melkesyre har både en hydroksylgruppe (–OH) og en karboksylgruppe (–COOH). Hydroksylgruppen i ett molekyl reagerer med karboksylgruppen i et annet. –OH fra karboksylgruppen og H fra hydroksylgruppen spaltes av som vann. Det dannes en esterbinding, –COO–.

Strukturformler for to molekyler melkesyre

2CH3CH(OH)COOH→CH3CH(OH)COO–CH(CH3)COOH+H2O

Strukturformler for esteren som dannes, og vann

Esteren har fortsatt en fri hydroksylgruppe og en fri karboksylgruppe. Den kan derfor reagere videre med flere melkesyremolekyler. Slik dannes polyesteren PLA.

ii) Den repeterende enheten er ett melkesyremolekyl minus ett vannmolekyl. Esterbindingen går mellom oksygenatomet i én enhet og karbonylkarbonet i neste. Metylgruppen er sidegruppe.

Strukturformel for den repeterende enheten i PLA

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Oppgave 2-8Alkalisk batteri og feilbygde galvaniske celler

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

I et alkalisk batteri reagerer sink, Zn, med mangan(IV)oksid, MnO2. Halvreaksjonene, skrevet som reduksjoner, er

ZnO+H2O+2e−→Zn+2OH−Ered=−1,26 VMnO2+H++e−→MnO(OH)Ered=0,74 V
Hjelpemiddelkrav: For hånd

Skriv en balansert reaksjonslikning for reaksjonen som skjer i batteriet.

Zn-elektroden i et nytt batteri veide 6,0 g.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Hvor mange mol MnO2 må batteriet minst inneholde dersom sink er den begrensende reaktanten?

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Regn ut batterikapasiteten til batteriet i b). Oppgi svaret i Ah.

Elevene i en kjemiklasse har fått i oppdrag å lage en galvanisk celle med to elektroder i hver sin 1,0 mol/L løsning. Tre av gruppene laget celler som ikke fungerte, og disse er vist i figur 1.

Skisse av cellene til tre av gruppene
Figur 1: Skisse av cellene til tre av gruppene
Hjelpemiddelkrav: For hånd

Forklar hva som er galt med hver av de tre cellene.

Fasit

Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)→ZnO(s)+2MnO(OH)(s)

n(MnO2)=0,18 mol

Kapasitet=4,9 Ah

Gruppe 1: Zn2+ kan ikke oksidere kobber, så det er ingen spontan reaksjon. Gruppe 2: sink reagerer direkte med salpetersyren. Gruppe 3: sink reagerer direkte med Cu2+, og Cl− fra saltbroen feller ut AgCl.

LøsningsforslagKI-generert

Sink har lavest reduksjonspotensial og blir oksidert. Den første halvreaksjonen snus. Den andre ganges med 2, så elektronene går opp:

Oksidasjon:Zn+2OH−→ZnO+H2O+2e−Reduksjon:2MnO2+2H++2e−→2MnO(OH)

Vi legger sammen. 2OH− og 2H+ blir 2H2O, og ett av vannmolekylene strykes mot vannet på høyre side:

Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)→ZnO(s)+2MnO(OH)(s)

Cellespenningen er E=0,74 V−(−1,26 V)=2,00 V.

Med M(Zn)=65,38 g/mol fra periodesystemet:

n(Zn)=6,0 g65,38 g/mol=0,0918 mol

Molforholdet i totalreaksjonen er Zn:MnO2=1:2. For at sink skal være begrensende, må det være minst

n(MnO2)=2⋅0,0918 mol=0,18 mol

Hvert sinkatom avgir 2 elektroner:

n(e−)=2⋅0,0918 mol=0,1835 mol

Ladningen batteriet kan levere, er

Q=n(e−)⋅F=0,1835 mol⋅96485 C/mol=1,771⋅104 C

Siden 1 Ah=3600 C, blir kapasiteten

1,771⋅104 C3600 C/Ah=4,9 Ah

Gruppe 1. Grafittelektroden står i ZnSO4(aq). Det eneste som kan reduseres der, er Zn2+ med E∘=−0,76 V. Det er et svakere oksidasjonsmiddel enn Cu2+ (E∘=0,34 V). Zn2+ kan derfor ikke oksidere kobber, og cellen har ingen spontan reaksjon (E=−1,10 V). Cellen virker hvis grafitt byttes med en sinkelektrode.

Gruppe 2. Sink står i salpetersyre. Sink reagerer direkte med syren:

Zn(s)+2H+(aq)→Zn2+(aq)+H2(g)

Nitrat i sur løsning er også et sterkt oksidasjonsmiddel. Elektronene går da rett fra sink til syren i begerglasset, ikke gjennom ledningen. Sinkelektroden bør stå i en løsning av sinkioner, for eksempel Zn(NO3)2(aq). Grafitt i AgNO3(aq) fungerer som katode.

Gruppe 3. Cellen har to feil. Sink står i CuSO4(aq) og reagerer direkte med kobberionene:

Zn(s)+Cu2+(aq)→Zn2+(aq)+Cu(s)

Sink bør stå i ZnSO4(aq). Saltbroen inneholder dessuten NaCl. Kloridioner vandrer over i sølvnitratløsningen og feller ut sølvklorid (Ksp=1,77⋅10−10):

Ag+(aq)+Cl−(aq)→AgCl(s)

Da forsvinner Ag+, og bunnfallet kan tette saltbroen. Saltbroen bør inneholde et salt som ikke feller ut, for eksempel KNO3 eller NaNO3.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Oppgave 2-9Syntese av etylkanelester fra kanelaldehyd

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

For å utvikle nye medisiner og smakstilsetninger leter man gjerne etter stoffer som finnes naturlig i planter og dyr. Kanelsyre finnes i en rekke planter, men kan også syntetiseres på laboratoriet. Av barken på kaneltreet utvinnes det betydelige mengder kanelaldehyd, som er utgangsstoff for framstilling av kanelsyre. Ved for høy temperatur og luftfuktighet dekomponerer kanelaldehyd til styren.

Flere ulike estere kan dannes fra kanelsyre, blant annet etylkanelester. Noen av disse esterne har medisinsk virkning eller brukes som smakstilsetning.

Tabell 2. Informasjon om kanelaldehyd og stoffer framstilt fra kanelaldehyd

Tabell med strukturformel, systematisk navn, molar masse, kokepunkt, smeltepunkt, løselighet i vann og farepiktogram for kanelaldehyd, kanelsyre, etylkanelester og styren

Skriv en kjemifaglig tekst om syntesen av etylkanelester fra kanelaldehyd. Du skal gjøre rede for ett eller flere av punktene nedenfor:

  • Forklar hvilke reaksjonstyper som skjer.
  • Foreslå gunstige reaksjonsbetingelser.
  • Vurder hvilke separasjonsmetoder som kan brukes.
  • Drøft hvilke faktorer som påvirker utbyttet og renheten av etylkanelester.
  • Regn ut det teoretiske utbyttet av etylkanelester per kilo kanelaldehyd og atomeffektiviteten i prosent.
  • Vurder om syntesen er i samsvar med prinsippene for grønn kjemi, og foreslå forbedringer.

Svaret ditt bør inneholde reaksjonslikninger, utregninger og figurer der dette er relevant. Svaret ditt kan gjerne være på omtrent 200–250 ord, men det er det faglige innholdet og ikke lengden på teksten som blir vurdert.

Fasit

Valgte kulepunkter: reaksjonstyper og teoretisk utbytte med atomeffektivitet. Oksidasjon av aldehyd til karboksylsyre, deretter forestring (kondensasjon) med etanol. Teoretisk utbytte: 1,33 kg etylkanelester per kilo kanelaldehyd. Atomeffektivitet: 90,7% (med oksygen som oksidasjonsmiddel).

LøsningsforslagKI-generert

Jeg forklarer reaksjonstypene og regner ut teoretisk utbytte og atomeffektivitet.

Syntesen har to trinn. I første trinn oksideres aldehydgruppen i kanelaldehyd til en karboksylgruppe. Da dannes kanelsyre. Oksygen fra luft kan brukes som oksidasjonsmiddel sammen med en katalysator:

2C6H5CH=CHCHO(l)+O2(g)→2C6H5CH=CHCOOH(s)

Oksidasjonsmiddelet bør være mildt. Et sterkt oksidasjonsmiddel kan også angripe dobbeltbindingen.

I andre trinn reagerer kanelsyre med etanol. Det er en forestring, som er en kondensasjonsreaksjon. Vann spaltes av. Reaksjonen er en likevekt og trenger en sur katalysator, for eksempel svovelsyre:

C6H5CH=CHCOOH+CH3CH2OH⇌C6H5CH=CHCOOCH2CH3+H2O

Molforholdet mellom kanelaldehyd og etylkanelester er 1:1. Per kilo kanelaldehyd blir det teoretiske utbyttet

n(kanelaldehyd)=1000 g132,16 g/mol=7,567 mol
m(etylkanelester)=7,567 mol⋅176,21 g/mol=1,33 kg

Massen øker, fordi hvert molekyl får et oksygenatom og en etylgruppe.

Atomeffektiviteten regner jeg for hele syntesen:

AE=2⋅176,212⋅132,16+32,00+2⋅46,07⋅100%=90,7%

Det eneste biproduktet er vann. Syntesen har derfor høy atomeffektivitet. Tallet avhenger av oksidasjonsmiddelet: Med kaliumpermanganat blir atomeffektiviteten bare omtrent 61 % etter balansert likning.

Det virkelige utbyttet blir lavere enn det teoretiske. Forestringen er en likevekt. Overskudd av etanol og fjerning av vann forskyver likevekten mot esteren. Temperaturen bør ikke bli for høy, fordi kanelaldehyd da dekomponerer til styren. Noe stoff går også tapt under rensingen.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i kjemi. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt