KemiF, juni 1999

Eksamensopgaver i Kemi F
23. Juni 1999

Opgave 1

Afstem følgende reaktionsskemaer:
a) Oxidation af ethanal i basisk opløsning

$$CH_3CHO+Cu^{2+}\rightarrow CH_3COO^-+Cu_2O$$ (17)

b) Oxidation af $Br^-$ i sur opløsning

$$Cr_2O_7^{2-}+Br^-\rightarrow Br_2+Cr^{3+}$$ (18)

c) Reduktion af ethansyre

$$CH_3COOH+H_2\rightarrow CH_3CHO$$ (19)

d) Oxidation af hydroquinon i sur opløsning

$$C_6H_4(OH)_2+Br_2\rightarrow C_6H_4O_2+Br^-$$ (20)

Opgave 2

Til en vandig opløsning af syren $H_2A$ med pK$_1$=3 og pK$_2$=8 sættes natriumhydroxid således at pH bliver 6.
a) Find forholdene $\frac{[H_2A]}{[HA^-]}$ og $\frac{[HA^-]}{[A^{2-}]}$ i opløsningen.
b) Hvilket pH vil en 0,10 M opløsning af saltet NaHA have ?



Opgave 3

a) Aromatiske alkoholer (phenoler) er i modsætning til de alifatiske i vandig opløsning svage syrer. Hvorfor ?
b) Hvilke funktionelle grupper indeholder flg. molekyler ? O$_2$NCH$_2$COOH, CH$_3$COOCH$_2$OH, H$_2$NCH$_2$CONH$_2$
c) Hvad forstås der ved en $\alpha$-aminosyre ?



Opgave 4

CO$_2$ er et lineært molekyle med vibrationsfrekvenserne: 1320 cm$^{-1}$ (symmetrisk stræk), 668 cm$^{-1}$ (bøjning), 2350 cm$^{-1}$ (asymmetrisk stræk), hvor bøjningssvingningen er dobbelt udartet.
a) Beregn bidraget til den molære varmefylde $C_V$ fra vibrationsfrihedsgraderne ved 300 K.
b) Hvilket bidrag til $C_V$ fås fra translations og rotationsfrihedsgraderne ?
c) Hvad ville $C_V$ være for $T\rightarrow\infty$ ?



Opgave 5

Butadien C$_4$H$_6$ dimeriserer ved 326 $^o$C efter skemaet

$$2C_4H_6\rightarrow C_8H_{12}$$ (21)

Dimeriseringsprocessen følges ved at måle trykket (P) som funktion af tiden i en beholder med konstant rumfang. Flg. måleresulater blev opnået

t/min	P/atm
0,00	0,8316
3,25	0,8138
12,18	0,7687
24,55	0,7195
68,05	0,6245

Vis at reaktionen er af 2. orden og bestem hastighedskonstanten i min$^{-1}$atm$^{-1}$.

Opgave 6

Vi betragter den elektrokemiske celle

$$(1) Pt, H_2(g)\mid H^+(aq))\mid\mid H^+(aq), Q, QH_2\mid Pt (2)$$ (22)

hvor venstre elektrode er en standardhydrogenelektrode (SHE), dvs. hydrogenion aktivitet 1M og partialtryk af H$_2$ 1 atm. Ved højre elektrode har vi en vandig opløsning af C$_6$H$_4$O$_2$ (quinon), der betegnes (Q) samt C$_6$H$_4$(OH)$_2$ (hydroquinon), der betegnes QH$_2$.
a) Opskriv celleprocessen for elementet.
b) Den elektromotoriske kraft E måles til 0,286 V. Beregn pH i hydroquinon/quinon opløsningen når [Q]=[QH$_2$].

Fysisk kemiske tabelværdier
Reduktionsproces	E$^o$
2H$^+$+2e$^-\rightarrow$ H$_2$(g)	0.000 V
Q+2H$^+$+2e$^-\rightarrow$ QH$_2$	0.700 V
1 cm$^{-1}\sim$ 1.4388 K