a) Ta utgangspunkt i reaksjonene i) Ag+ + Cl- à AgCl og ii) AgCl + Cl- à AgCl2-
- Hva er uttrykket for og verdien av likevektskonstanten for den første
reaksjonen?
- Hva er uttrykket for og verdien av likevektskonstanten for den andre
reaksjonen?
- Kombiner de to reaksjonsligningene og finn uttrykket for og verdien
av likevektskonstanten for reaksjonen Ag+ + 2Cl- à AgCl2-?
- Bruk likevekten for reaksjon ii) til å finn ut hvor mye sølv som er
løst hvis [Cl-] = 0,01 mol/L.
- Hva er forutsetningen for at man kan bruke likevekt ii) i den siste
beregningen?
b) Vedlagt følger et pH-diagram for en toprotisk syre.
- Hva er totalkonsentrasjonen av syren?
- Hva er verdien(e) for pKa for syren?
- Ved hvilken pH er bufferkapasiteten lavest for denne syren ved denne
totalkonsentrasjonen?
- Hva blir pH hvis den rene syren løses i rent vann? Tilsatt mengde
syre = totalkonsentrasjonen.
- Hvis du blander like store molmengder av syren (H2A) og
syrens natriumsalt (Na2A), hva blir pH?
Oppgave 2. (Tilsvarer deleksamen 2)
a) - Hvor mye varme frigjøres når ett kg kull brenner fullstendig i
luft?
- Varmen brukes til å varme opp luft. Hvor mange tonn luft kan varmes
opp en grad med ett tonn kull? (Anta at luften er ren nitrogen.)
b) - Når ett mol kull forbrenner fullstendig dannes ett mol
karbondioksid. Hvor stort volum fyller karbondioksiden som dannes når
ett tonn kull forbrenner?
- Gassen skal løses opp i vann ved 100 atm trykk, fra en gassblanding
med 25 mol% karbondioksid og resten nitrogen. Hvor mange liter vann
trenger man for å løse opp karbondioksiden? (Anta at oppløsningen av
nitrogen ikke har noe å si.)
Oppgave 3. (Tilsvarer deleksamen 3)
a) - Beregn likevektskonstanten ved 25 oC for reaksjonen SO3
(g) + H2O (l) + Ca2+ (aq) ó 2 H+ (aq) + CaSO4 (s)
- Ved hvilken temperatur er K = 1?
b) - Beregn Q for reaksjonen hvis bunnfallet og vannet er rent,
pH=4,
[Ca2+] = 0,001 og SO3 er 1 ppm forurensning i
luft ved 1 atm totaltrykk.
- Ved hvilket temperatur er reaksjonen i likevekt ved de angitt
betingelsene? (Det er ikke sikkert at temperaturen er mulig å nå i
praksis.)
Oppgave 4. (Tilsvarer deleksamen 4)
a) - Hvilke hydrider (hydrogenforbindelser) danner grunnstoffene C, N,
O og F?
- Noen av disse grunnstoffene danner mer enn ett hydrid. Gi et
eksempel.
- Ett av disse hydridene er en base, det er giftig og det lukter
sterkt. Hvilket?
- Hvilke hydrider danner fosfor og svovel?
- Hvorfor er selv små mengder av hydridet av svovel et problem?
b) - Angi formelen for svovelsyre.
- Angi formelen for og navnet på to salter som kan dannes når
svovelsyre reagerer med natronlut.
- Angi formelen for svovelsyrling og natriumsulfitt.
- Angi formelen for salpetersyre.
- Angi formelen og navnet for saltet som dannes når salpetersyre
reagerer med ammoniakk.
Oppgave 5. (Tilsvarer deleksamen
5)
a) Ta utgangspunkt i den spontane cellen: Fe | Fe2+ || Ag+ |
Ag
- Finn totalreaksjonen.
- Finn EE for totalreaksjonen.
- Finn E hvis både jernionkonsentrasjonen og sølvionkonsentrasjonen er
10-6 mol/L.
- Angi hva som er anode og katode under de gitte betingelsene.
- Hvilke fortegn har hver av de to elektrodene?
b) Høyre kammer erstattes av en hydrogenelektrode, dvs. en
platinatråd som det bobles hydrogengass rundt.
- Finn totalreaksjonen.
- Finn E for totalreaksjonen ved pH=0 og pH=14, hvis alle de andre
stoffene er i standard tilstand.
- Finn Eo og E for totalreaksjonen hvis pH=7.
- Hva er den høyeste pH man kan ha hvis jern skal kunne oksideres av
vann/H+?
- Også det venstre kammeret erstattes av en hydrogenelektrode. Hva blir
E hvis pH=14 i det ene kammeret og pH=0 i det andre.
Oppgave 6.
a) Ta utgangspunkt i Pourbaix-diagrammet for jern.
- Hva står de to parallelle, prikkede skrålinjene for?
- Vis at endepunktene for disse to skrålinjene er ved riktig
E-verdi.
- Forklar kjemisk hvorfor jern er passivt ved høye pH-verdier,
men aktivt ved lave pH-verdier
- Forklar kjemisk hvorfor jern er passivt over et større
pH-område ved tilgang på oksygen
- Forklar hvorfor en påsatt negativ spenning kan hindre
korrosjon.
b) Enden av en stålbjelke er støpt inn i en tett sementblokk som
står på sjøbunnen. Etter en tid viser det seg at bjelken har korrodert
akkurat i og under overflaten på sementblokken, dvs. inne i sementen.
Den delen av bjelken som ligger i oksygenrikt vann er stort sett urørt.
- Tegn opp situasjonen, og vis hvor du har anode og katode.
- Hva er anode- og katode-reaksjon?
- Hvordan og hvorfor vil anode- og katodereaksjonen påvirke pH?
- Vis at dette er en sluttet elektrisk krets, og forklar hvordan
strømmen transporteres i de ulike delene av kretsen.
- I en ring rundt og noen cm fra bjelken dannes et tykt rustrødt
belegg. Forklar hva dette belegget er, og hvorfor det dannes og ikke
akkurat der korrosjonen skjer.
Oppgave 7.
a) - Utfra løseligheten av CO2 ved 25oC
(Tabell
27 i SI), regn ut likevektskonstanten for oppløsning av CO2
i vann.
- Kombiner denne likevekten med Ka,1 for CO2
(aq), og finn likevektskonstanten for ligningen: CO2 (g) + H2O
ó H+ + HCO3-.
- Finn, ved å kombinere andre likninger, likevektskonstanten for
følgende reaksjon:: CaCO3 + 2 H+ ó Ca2+ + CO2 (g) + H2O
- Beskriv meg egne ord hva som skjer i denne siste reaksjonen.
b) Du utfører elektrolyse av vann, og samler opp gassen som
dannes.
Denne gassblandingen antenner du og det høres et kraftig smell.
- Angi halvreaksjonene for elektrolysen og finn E for totalreaksjonen.
- Hvor mye strøm må man bruke for å danne til sammen 3 mol av de to
gassene?
- Angi reaksjonen for eksplosjonen.
- Vis at reaksjonen er eksplosiv ved å vise at varmen som utvikles kan
varme opp produktet til en veldig høy temperatur.
Oppgave 8.
a) - Tegn opp vannmolekylet slik at man kjenner igjen dets form.
Finn fra SI omtrentlige data for bindingsvinkel og bindingslengder.
- Det er to forutsetninger for at et molekyl skal være polart. Vis at
begge disse er oppfylt for vann.
- Vannmolekylet er altså polart. Bruk dette til å forklare hvilke
stoffer vann kan løse opp og hvilke som ikke løser seg i vann.
Illustrér prinsippet med eksempler på stoffer som løser seg og hvilke
som ikek løser seg (den siste delen av setningen var falt ut i
oppgaven, så jeg må vurdere svarene deretter).
- Tyngre molekyler har normalt høyere kokepunkt enn lette molekyler,
likevel har H2S et langt lavere kokepunkt enn H2O.
Forklar hvorfor.
- Hvorfor er CO2 en flyktig gass, mens SiO2 er
hardt stoff?
b) Det finnes tre hovedtyper sterke bindinger mellom atomer. Hvilken
binding som oppstår i en gitt situasjon er først og fremst avhengig av
elektronegativiteten til de grunnstoffene som inngår.
- Hva kalles de tre bindingstypene?
- Hvordan kan man forutsi bindingstypen utfra elektronegativitet?
- For hver av de tre bindingstypene, angi et eksempel på et stoff med
akkurat den bindingstypen.
- Angi typiske egenskaper for stoffer med hver av de tre bindingene, og
som kan brukes til å skille dem fra hverandre.
- Gi et eksempel på en forbindelse du mener har bindinger som ligger
mellom to av de tre typene, og forklar hvilke bindinger det er snakk om
hvorfor du mener det er en mellomting.
Oppgave 9.
a) Ta utgangspunkt i vedlagt fasediagram for tinn og bly, og svar på
følgende spørsmål:
- Hva skjer med smeltepunktet til bly hvis man tilsetter små mengder
tinn, og hva skjer med smeltepunktet til tinn om man tilsetter små
mengder bly.
- Forklar hvorfor smeltepunktet endrer seg ved tilsats av et annet
metall.
- I en blanding av like deler tinn og bly ved 150oC vil vi
ha to faste faser. Hva er (omtrentlig) sammensetning av hver av de to
faste fasene ved likevekt.
-
- Hva betyr det at tinn og bly danner blandkrystaller?
- Forklar hvordan man i prinsippet kan regne ut fra fasediagrammet hvor
mye man har av hver av fasene.
b)Ta utgangspunkt i fasediagrammet for jern/Fe3C.
- Hva er høyeste og laveste tillatte konsentrasjon av C i gamma-jern
ved 800oC
- Hva skjer med jern med 0,8% C når temperaturen synker til under 723oC?
Hva heter det jernet som blir dannet når overgangen skjer langsomt?'
- Skissér og forklar strukturen til et stål som er dannet på
denne måten.
- Hvilke faser vil man ha hvis man har jern med 0,2% C ved 800oC?
- Kan du tenke deg hvorfor støpejern har høyt karboninnhold?
Oppgave 10.
a) Tegn opp følgende molekyler, og vær nøye med å få med alle
bindinger og atomer:
- Metan, etan, eten, etyn, propadien (allen) og 1,3 butadien,
- Etanol, acetaldehyd, aceton, eddiksyre, etylacetat og dietyleter
- Et molekyl som er et diklorbenzen med en amingruppe og en syregruppe
i tillegg.
b) Hvilke polymere dannes av følgende monomere:
- Eten, propen, vinylklorid og tetrafluoroeten.
- Hvilke polymere kan dannes av disyrer + dialkoholer?
- Hvilke bindinger finner man mellom og innen plastmolekylene?
- En gummiball har sin faste form, men det er også mulig å lage
sprettballer av plastiske masser som kan formes med hendene. Hvordan
kan du forklare denne forskjellen ut fra bindinger i plasten?
- Hvorfor utgjør brann i PVC et særlig problem i forhold til brann i
for eksempel polyeten eller polystyren?