Facit

Betygsgränser

Det här provets omfattning är egentligen för liten för att kunna sätta B- eller A-betyg. Men den som har 13,0 poäng eller mer, oavsett fördelning på C- eller A-poäng, har rätt så goda chanser att nå något av de högre betygen.

Del I. Frågor som bara kräver ett kort svar (ett ord eller 1-2 meningar)

1. 1. pH = 2,903
   2. pH = 13,193
2. K = 2,04M^-2
3. HCO\({\sf _3^-}\)/CO\({\sf _3^{2-}}\) och H₃O⁺/H₂O
4. 1. ∆H₂
   2. ∆H₃
   3. ∆H₁
   4. exoterm
5. a, c

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

6. 1. pH ≈ 8
   2. HCOOH + OH^– ⇌ HCOO^– + H₂O 

      Vid ekvivalenspunkten är \(n_\mathrm{HCOOH} = n_\mathrm{NaOH}\).

      \[\begin{align}n_{\text{NaOH}} &= c_{\text{NaOH}} \cdot V_{\text{NaOH}} = 0,100 \text{mol/dm}^3 \cdot 0,025\text{dm}^3 = \hspace{100cm} \\ &= 0,0025\text{mol}=n_{\text{HCOOH}}\end{align}\]

      \[c_{\text{HCOOH}}=\frac {n_{\text{HCOOH}}}{V_{\text{HCOOH}}} = \frac {0,0025\text{mol}}{(0,015\text{dm}^3 )} = 0,16666667\text{mol/dm}^3 \approx 0,167\text{M} \hspace{100cm}\]

7. Eftersom lösningarna späds till dubbla volymen, blir koncentrationerna halverade.

   \(c_{\text{HAc}} = 0,10\text{M}\); \(c_{\text{Ac}^-} = 0,40\text{M} \hspace{100cm}\)

   \(\mathrm{p}K_\mathrm{a} = 4,74\) (ur formelsamlingen)

   Buffertformeln ger:

   \[\text{pH} = \text{p}K_{\text{a}}-\log\left(\frac {c_{\text{syra}}}{c_{\text{bas}}}\right) = 4,74 - \log\left(\frac {0,10}{0,40}\right)=5,31205999 \approx 5,31 \hspace{100cm}\]

   
   E – Eleven beräknar pH utan att ta hänsyn till halveringen av koncentrationerna (frågan blir då bara enkel).
   
   C – Eleven beräknar pH fullständigt korrekt (frågan blir då mera komplex). Även om resultatet i det här specifika fallet blir exakt detsamma som om man inte tar hänsyn till spädningarna, är eleven inte uppe på C-nivå förrän man antingen tagit hänsyn till spädningarna eller visat att de (i det här fallet) inte spelar någon roll.

8. \[Q = \frac{\text{[NO]}^2}{\text{[N}_2\text{][O}_2\text{]}} =\frac {1,00^2\text{M}^2}{1,00\text{M} \cdot 1,00\text{M}} = 1 > 4,3 \cdot 10^{-2} = K \hspace{100cm}\]

   Eftersom \(Q > K\) går reaktionen åt vänster
   
   

   	N2 +	O2 ⇌	2NO
   f.r.	\[1,00\]	\[1,00\]	\[1,00\]	M
   Δ	\[+ x\]	\[+ x\]	\[- 2x\]	M
   v.j.	\[1,00 + x\]	\[1,00 + x\]	\[1,00 – 2x\]	M

   
   

   \[K = \frac{\text{[NO]}^2}{\text{[N}_2\text{][O}_2\text{]}} \hspace{100cm}\]

   \[4,3 \cdot 10^{-2}= \frac {(1,00-2x)^2}{(1,00+x)(1,00+x)} = \frac {(1,00-2x)^2}{(1,00+x)^2} \hspace{100cm}\]

   \[\sqrt{4,3 \cdot 10^{-2}}= \sqrt{\frac {(1,00-2x)^2}{(1,00+x)^2}} = \frac {1,00-2x}{1,00+x} \hspace{100cm}\]

   \[(1,00+x) \cdot \sqrt{4,3 \cdot 10^{-2}}= 1,00-2x \hspace{100cm}\]

   \[\sqrt{4,3 \cdot 10^{-2}} + x \cdot \sqrt{4,3 \cdot 10^{-2}}= 1,00-2x \hspace{100cm}\]

   \[x \cdot \sqrt{4,3 \cdot 10^{-2}} + 2x= 1,00 - \sqrt{4,3 \cdot 10^{-2}} \hspace{100cm}\]

   \[x \cdot (\sqrt{4,3 \cdot 10^{-2}} + 2) = 1,00 - \sqrt{4,3 \cdot 10^{-2}} \hspace{100cm}\]

   \[x = \frac {1,00 - \sqrt{4,3 \cdot 10^{-2}}}{\sqrt{4,3 \cdot 10^{-2}} + 2} = 0,35908687 \hspace{100cm}\]

   \[\begin{align}\text{[NO]} &= (1,00 - 2x)\text{M} = (1,00 - 2\cdot 0,35908687)\text{M} =\hspace{100cm}\\ &= 0,2812625\text{M} \approx 0,28\text{M}\end{align}\]

   
   

   E – eleven kan beräkna Q och konstatera att reaktionen går åt vänster.
   C – Eleven ställer upp ett korrekt uttryck för att beräkna \(x\).
   A – Eleven beräknar koncentrationen NO korrekt.