Jodtest av etanol, etylbutanat og etansyrebuffer
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
Alle deloppgavene kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Figur 1 viser to reagensrør, det ene reagensrøret inneholder etanol, det andre en ukjent væske. Til de to reagensrørene tilsettes litt fast jod, . Da får du fargene som er vist i figur 1. Ingen av væskene reagerer med 2,4-dinitrofenylhydrazin eller bromreagens, men væsken i reagensrør B reagerer med kaliumpermanganat (oksidasjonsmiddel). • Hvilket reagensrør inneholder etanol? • Gi et forslag til hva det andre reagensrøret kan inneholde.
Etanol reagerer og gir etansyre. Reaksjonsblandingen inneholder ureagert etanol, etansyre, vann og salter. • Hva slags type organisk reaksjon er dette et eksempel på? • Du destillerer reaksjonsblandingen. Forklar at det ikke er etansyre i den første fraksjonen.
Esteren etylbutanat lukter ananas og kan framstilles syntetisk. Etylbutanat har kjemisk formel . • Bruk strukturformler og skriv den balanserte reaksjonslikningen for framstilling av etylbutanat. • Beregn teoretisk utbytte i denne reaksjonen når etanol reagerer med butansyre.
Figur 2 viser -NMR-spekteret til en annen etylester som har samme kjemiske formel som etylbutanat. Finn strukturen til denne esteren.
En bufferløsning er laget ved å tilsette fast natriumhydroksid, , til en etansyreløsning, , til . Beregn hvor mange liter som kan tilsettes 1 liter av denne bufferløsningen før pH i løsningen er utenfor bufferområdet.
Fasit
Reagensrør B inneholder etanol. Reagensrør A kan inneholde et mettet hydrokarbon, for eksempel heksan.
Oksidasjon. Etanol har lavest kokepunkt () og kommer først, etansyre har høyest ().
, teoretisk utbytte etylbutanat
Etyl-2-metylpropanat,
saltsyre
LøsningsforslagKI-generert
Jod løser seg med fiolett farge i upolare løsemidler, som hydrokarboner. I løsemidler med oksygenatomer, som alkoholer, blir løsningen brun. Etanol gir derfor brun farge.
Væsken i B er brun og blir oksidert av kaliumpermanganat. Det passer med etanol, som er en primær alkohol. Reagensrør B inneholder etanol.
Væsken i A er fiolett. Den er altså upolar og har ikke oksygen. Den reagerer ikke med 2,4-dinitrofenylhydrazin (ikke aldehyd eller keton), bromreagens (ingen dobbeltbinding) eller permanganat (ikke lett å oksidere). Det passer med et mettet hydrokarbon, for eksempel heksan eller sykloheksan.
Dette er en oksidasjon. Etanol mister hydrogen og får et ekstra oksygenatom. Oksidasjonstallet til karbonatomet i øker fra til i .
Ved destillasjon fordamper stoffet med lavest kokepunkt først. Kokepunktene i vedlegget er etanol , vann og etansyre . Første fraksjon er derfor etanol. Etansyre har høyest kokepunkt fordi karboksylgruppen gir sterke hydrogenbindinger mellom molekylene. Saltene fordamper ikke.
Butansyre og etanol reagerer i en kondensasjonsreaksjon (forestring), med konsentrert svovelsyre som katalysator:

Stoffmengdene til reaktantene:
Stoffene reagerer i forholdet . Etanol er begrensende reaktant, og det kan maksimalt dannes etylbutanat ():
Reaksjonen er en likevekt, så det faktiske utbyttet blir lavere.
En etylester med formel har formen . Integralene gir H, som stemmer med formelen.
- , 2 H, kvartett: med tre H på nabokarbonet (). Vedlegget gir 3,8–4,1 ppm.
- , 1 H, septett: bundet til , med seks H på nabokarbonene (to ).
- , 3 H, triplett: i etylgruppen, med to H på nabokarbonet ().
- , 6 H, dublett: to like -grupper, med ett H på nabokarbonet ().
Syredelen er altså . Esteren er etyl-2-metylpropanat. Etylbutanat ville gitt fem signaler, blant annet to ekstra -signaler fra syredelen og ingen dublett.

Bufferen består av og , med (vedlegget). Vi regner med at volumet ikke endres når fast løses. Summen av sur og basisk komponent er da .
Forholdet ved :
I 1 liter buffer er det altså og .
Bufferområdet er . Nedre grense er , der forholdet mellom basisk og sur komponent er .
Saltsyre reagerer med den basiske komponenten:
Tilsetter vi mol , blir forholdet (volumet er likt for begge og faller bort):
Det kan tilsettes . Med saltsyre tilsvarer det
Tilsetter vi mer, blir pH lavere enn , og løsningen er utenfor bufferområdet.
Vedlegg
Vedleggene i oppgavesettet til Kjemi 2 H2023. De kunne brukes på hele eksamen, også del 1 (om hjelpemidlene).
Åpne på egen side: Tabeller og formler i kjemi