Ravsyre, vinsyre og sitronsyre i frukt
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.
Frukt og produkter basert på frukt inneholder mange forskjellige organiske syrer. Et eksempel er vin laget av druer, som inneholder blant annet etansyre, ravsyre, vinsyre og sitronsyre (se figur 1).
Ravsyre kan framstilles fra butan-1,4-diol. Hva slags type reagens trengs til det?
- Forklar med reaksjonsligning hvordan forbindelsen i figur 2 kan reagere til vinsyre.
- Hva slags type reaksjon er dette?
Esteren propyletanat, , lukter pære. Den framstilles fra etansyre og propan-1-ol. Beregn utbyttet når etansyre reagerer med propan-1-ol til ester.
Sitronsyre er en svak treprotisk syre og kan brukes til å lage forskjellige bufferløsninger. Hvor mange gram fast må tilsettes til 1 L løsning sitronsyre for å få en bufferløsning med pH 6,4?
Studer formlene til ravsyre og etansyre i figur 1.
- Hvor mange signaler forventer du å finne i -NMR-spektrene til de to syrene?
- Hva er forholdet mellom integralene (arealet) for signalene i de enkelte spektrene?
Fasit
Et sterkt oksidasjonsmiddel, for eksempel surgjort eller .
Esterbindingene brytes med vann: . Reaksjonen er en hydrolyse.
Ravsyre: 2 signaler med integralforhold . Etansyre: 2 signaler med integralforhold .
LøsningsforslagKI-generert
Butan-1,4-diol har to primære OH-grupper. Ravsyre har to karboksylgrupper. Hver primær alkohol må oksideres til en karboksylsyre, via et aldehyd.
Vi trenger derfor et sterkt oksidasjonsmiddel i overskudd, for eksempel surgjort kaliumpermanganat () eller surgjort kaliumdikromat ().
Forbindelsen i figuren er en syklisk diester av to vinsyremolekyler. Karboksylgruppen i det ene molekylet er forestret med OH-gruppen på C2 i det andre molekylet, og omvendt.
Med vann brytes de to esterbindingene i ringen. Karbonyl-C-atomet får en OH-gruppe og blir en karboksylgruppe igjen. Ring-O-atomet får et H-atom og blir en OH-gruppe. Da dannes to vinsyremolekyler:

Reaksjonen er en hydrolyse (esterhydrolyse). Den er den motsatte av en kondensasjonsreaksjon. Hydrolysen går raskere med syre som katalysator. Med base får vi forsåpning, og produktet blir tartrationer.
Reaksjonen er en forestring (kondensasjon):
Molare masser: , og .
Stoffene reagerer i forholdet 1 : 1. Propan-1-ol er begrensende reaktant, men bare så vidt. Teoretisk kan det dannes ester:
Utbyttet blir lavere enn 100 % fordi forestringen er en likevekt.
Vi skriver sitronsyre som . Fra vedlegget er , og .
Ønsket pH er lik . Bufferparet er da / . Bufferlikningen gir
Med blir logaritmeleddet null, altså .
Løsningen inneholder . NaOH reagerer trinnvis:
I siste trinn reagerer bare halvparten av . Da blir det av både og .
Vi har sett bort fra volumendringen. Vi har også sett bort fra at litt er igjen ved pH 6,4. Det er rimelig fordi ligger 1,6 enheter under ønsket pH.
Ravsyre, , er symmetrisk. De fire H-atomene i -gruppene er ekvivalente, og de to H-atomene i karboksylgruppene er ekvivalente. Vi forventer 2 signaler. Integralforholdet er ( : ).
Etansyre, , har to H-miljøer: og . Vi forventer 2 signaler. Integralforholdet er ( : ).
Ingen av signalene splittes, fordi ingen H-atomer har ikke-ekvivalente H-naboer. Syreprotonet kan gi et bredt signal, eller forsvinne hvis prøven løses i .
Vedlegg
Vedleggene i oppgavesettet til Kjemi 2 H2021. De kunne brukes på hele eksamen, også del 1 (om hjelpemidlene).
Åpne på egen side: Tabeller og formler i kjemi