Magnus Ehingers under­visning

— Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete m.m.

Tid: 75 minuter

Tillåtna hjälpmedel: Penna, suddgummi, linjal.

Betygsmatris

Dina svar kommer att bedömas enligt nedanstående matris:

 

E

C

A

Begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder

Eleven redogör översiktligt för innebörden av dem

Eleven redogör utförligt för innebörden av dem

Eleven redogör utförligt och nyanserat för innebörden av dem

Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp

Med viss säkerhet, exemplifierar

Med viss säkerhet, exemplifierar

Med säkerhet, exemplifierar och generaliserar kring

Analysera och besvara frågor

Enkla frågor i bekanta situationer med tillfredsställande resultat

Komplexa frågor i bekanta situationer med tillfredsställande resultat

Komplexa frågor i bekanta och nya situationer med gott resultat

Språk och kommunikation

Eleven använder med viss säkerhet ett naturvetenskapligt språk och anpassar till viss del sin kommunikation till syfte och sammanhang.

Eleven använder med viss säkerhet ett naturvetenskapligt språk och anpassar till stor del sin kommunikation till syfte och sammanhang.

Eleven använder med säkerhet ett naturvetenskapligt språk och anpassar till stor del sin kommunikation till syfte och sammanhang.

Vid varje fråga står det vad som bedöms och på vilken nivå du kan besvara frågan.

Språklig bedömning

På hela provet gör jag också en samlad bedömning av hur du använder det vetenskapliga språket (se betygsmatrisen ovan). På det här provet handlar det framför allt om hur du ställer upp dina beräkningar, att de är lätta att följa, att du använder storhet, mätetal och enhet på ett korrekt sätt och så vidare. (1/1/1)

Hoppa direkt till …

Del I. Frågor som kräver ett utredande svar (fullständiga beräkningar krävs)

  1. Blod har ett pH-värde på 7,4. Vilka är [H+] och [OH] i blodet i kroppen? Vid 37°C är vattnets jonprodukt \(K_\mathrm{w} = 2,5 \cdot 10^{-14}\mathrm{M^2}\).

    (Begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder 1/1/0)

  2. När jämvikten 2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g) ställt in sig, fanns det i en behållare på 0,40 dm3 0,12 mol svaveltrioxid, 0,040 mol svaveldioxid och 0,060 mol syrgas. Beräkna jämviktskonstanten!

    (Analysera och besvara frågor 1/1/1)

  3. Du löser 1,00 g salmiak, NH4Cl(s), i 1,00 dm3 vatten. Vilket pH får lösningen?

    (Analysera och besvara frågor 1/1/1)

  4. Vid 25 °C är jämviktskonstanten \(K = 0,46\) för nedanstående reaktion:

    2BrCl ⇌ Br2 + Cl2

    Vid ett visst tillfälle är [BrCl] = 0,30 M; [Br2] = 0,15 M och [Cl2] = 0,15 M. Visa att systemet inte är i jämvikt och beräkna koncentrationen [BrCl] vid jämvikt.

    (Begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder 1/1/1)
    (Analysera och besvara frågor 1/1/1)

  5. Redogör med egna ord varför reaktionshastigheten ökar, då temperaturen på en reaktionsblandning ökar. Motivera ditt svar så utförligt och nyanserat som möjligt!

    (Teoriers och modellers giltighet och begränsningar 1/1/1)

Facit

Betygsgränser

Max: 20 (7/7/6)
Medel:    
E: 5,5     
D: 9,0  varav 3,5 A- eller C-poäng
C: 11,5  varav 5,5 A- eller C-poäng
B: 14,5  varav 3,0 A-poäng
A: 17,0  varav 4,5 A-poäng

Del I. Frågor som kräver ett utredande svar (fullständiga beräkningar krävs)

  1. pH = 7,4 ⇒ [H+] = 10-7,4M = 4·10-8M

    \[K_{\text{w}} = [\text{H}^+][\text{OH}^-] \hspace{100cm}\]

    \[[\text{OH}^-] = \frac {K_{\text{w}}}{[\text{H}^+]} = \frac {2,5 \cdot 10^{-14}\text{M}^2}{10^{-7,4}\text{M}} = 6,27971608 \cdot 10^{-7}\text{M} \approx 6 \cdot 10^{-7}\text{M} \hspace{100cm}\]

  2. \[K = \frac {[\text{SO}_3]^2}{[\text{SO}_2]^2[\text{O}_2]} = \frac {\left(\frac {0,12}{0,40} \right)^2}{\left(\frac {0,040}{0,40} \right)^2 \cdot \frac {0,060}{0,40}}\text{M}^{-1} = 60\text{M}^{-1} \hspace{100cm}\]
  3. Ammoniumjonen protolyseras:

    NH\({\sf _4^+}\)(aq) ⇌ NH3(aq) + H+(aq)

    Vi tecknar syrakonstanten för reaktionen:

    \[K = \frac {[\text{NH}_3][\text{H}^+]}{[\text{NH}_4^+]} \hspace{100cm}\]

    Vi beräknar totalkoncentrationen salmiak, \(c_{\text{NH}_4\text{Cl}}\):

    \[c_{\text{NH}_4\text{Cl}}= \frac {n_{\text{NH}_4\text{Cl}}}{V} = \frac {\frac {m_{\text{NH}_4\text{Cl}}}{M_{\text{NH}_4\text{Cl}}}}{V} = \frac {\frac {1,00\text{g}}{(14,01+1,008 \cdot 4 + 35,5)\text{g/mol}}}{1,00\text{dm}^3} = 0,01867762 \text{mol/dm}^3 \hspace{100cm}\]


      [\({\sf \text{NH}_4^+}\)] [NH3] [H+]  
    F. r. \[0,01867762\] \[0\] \[0\] M
    förändr. \[- x\] \[+ x\] \[+ x\] M
    v. j. \[0,01867762 - x\] \[x\] \[x\] M


    Syrakonstanten \(K_\mathrm{a} = 5,6 \cdot 10^{-10}\mathrm{M}\) (ur tabell). Vi sätter in värdena i uttrycket för syrakonstanten och löser ut \(x\):

    \[5,6 \cdot 10^{-10}= \frac {x \cdot x}{0,01867762 - x} \approx \frac {x^2}{0,01867762} \hspace{100cm}\]

    \[x^2 = 5,6 \cdot 10^{-10} \cdot 0,01867762 = 1,045947 \cdot 10^{-11} \hspace{100cm}\]

    \[x = \underset {(-)}{+} \sqrt{1,045947 \cdot 10^{-11}} = 3,234110319 \cdot 10^{-6} \hspace{100cm}\]

    (Eftersom \(x \ll 0,0186772\) är det OK att göra förenklingen i första steget.)

    \[[\text{H}^+] = x = 3,234110319 \cdot 10^{-6}\text{M} \hspace{100cm}\]

    \[\text{pH} = -\log (3,234110319 \cdot 10^{-6}) = 5,49024517 \approx 5,49 \hspace{100cm}\]

  4. \[Q = \frac {[\text{Br}_2][\text{Cl}_2]}{[\text{BrCl}]^2} =\frac {0,15\text{M} \cdot 0,15\text{M}}{(0,30\text{M})^2} = 0,25 < 0,46 = K \hspace{100cm}\]

    Eftersom \(Q \neq K\) är systemet inte i jämvikt. Eftersom \(Q < K\) går reaktionen åt höger.

      [BrCl] [Br2] [Cl2]  
    F. r. 0,30 0,15 0,15 M
    förändr. – 2x x x M
    v. j. 0,30 – 2x 0,15 + x 0,15 + x M

    \[K = \frac {[\text{Br}_2][\text{Cl}_2]}{[\text{BrCl}]^2} \hspace{100cm}\]

    \[0,46 = \frac {(0,15 + x)(0,15 + x)}{(0,30-2x)^2}= \frac {(0,15 + x)^2}{(0,30-2x)^2} \hspace{100cm}\]

    \[\sqrt{0,46} = \frac {0,15 + x}{0,30-2x} \hspace{100cm}\]

    \[(0,30-2x) \cdot \sqrt{0,46} = 0,15 + x \hspace{100cm}\]

    \[0,30\cdot \sqrt{0,46} - 2x \cdot \sqrt{0,46} = 0,15 + x \hspace{100cm}\]

    \[0,30\cdot \sqrt{0,46} = 0,15 + x + 2x \cdot \sqrt{0,46} \hspace{100cm}\]

    \[0,30\cdot \sqrt{0,46} - 0,15 = x + 2x \cdot \sqrt{0,46} \hspace{100cm}\]

    \[0,30\cdot \sqrt{0,46} - 0,15 = x(1 + 2 \cdot \sqrt{0,46}) \hspace{100cm}\]

    \[x = \frac {0,30\cdot \sqrt{0,46} - 0,15}{1 + 2 \cdot \sqrt{0,46}} = 0,02269072\hspace{100cm}\]

    [BrCl] = (0,30 – 2 · 0,02269072)M = 0,25461857M ≈ 0,25M

  5. Se den här länken.