Runde 2 av Kjemi-OL

[KJEMI]

Jeg legger ut tre av oppgavene fra runde 2 av Kjemi-OL for de som har lyst til å prøve seg.

1
Et ukjent metall, M, reagerer med et overskudd av klorgass slik at det dannes et metallklorid, [tex]MCl_x[/tex]. 0,396 g av kloridet løses i vann og føres gjennom en kolbe der den gjennomgår ionebytting sik at alle klorider blir hydroksider, M[tex](OH)_x[/tex]. Den resulterende løsningen titreres mot HCL, og det viser seg at det trengs 23,55 mL med 0,195 mol/L før løsningen er nøytral.

a) Beregn stoffmengden HCL som går med i titreringen.
b) Beregn massen av kloridionene og massen av metall i det opprinnelige metallkloridet, [tex]MCl_x[/tex]
c) Anta at x er enten 1,2 eller 3. Finn mulige atommasser for metallet, M.
d) Bruk periodesystemet til å finne sannsynlige kandidater for metallet M

2
Klorater og perklorater brukes blant annet til å lage fyrverkeri og fyrstikker. Det første trinnet i produksjonen av kaliumklorat involverer elektrolyse av en vandig løsning kaliumklorid.
a) Skriv reaksjonsligningen for halvreaksjonene som skjer ved hver elektrode. [tex]Cl_2[/tex] dannes ved anoden og [tex]OH^{-}[/tex] ved katoden.
b) Klorgassen som dannes reagerer med hydroksidioner og danner klorat. Det dannes også klorid i denne reaksjonen. Skriv den balanserte reaksjonsligningen for reaksjonen.
c) Regn ut hvor mye kaliumklorid og hvor stor elekrisitetsmengde (i amperetimer, Ah) som kreves for å produsere 100 g kaliumklorat. Husk at 1 Ah = 3600 C

3
1,00 g av ammoniumklorid og 1,00 g bariumhydroksid løses og fortynnes til 100 mL løsning.
a) Beregn konsentrasjonen til hvert av ioneslagene i løsningen.
b) Beregn konsentrasjonen av ammoniakk, [tex]NH_3[/tex], i løsningen.
c) Beregn pH i løsningen.
d) Løsningen tilsettes 10,0 mL 1,00 M saltsyre. Sprenges bufferen? Begrunn svaret.

[Janhaa]

1,00 g av ammoniumklorid og 1,00 g bariumhydroksid løses og fortynnes til 100 mL løsning.
a) Beregn konsentrasjonen til hvert av ioneslagene i løsningen.
b) Beregn konsentrasjonen av ammoniakk, NH3, i løsningen.
c) Beregn pH i løsningen.
d) Løsningen tilsettes 10,0 mL 1,00 M saltsyre. Sprenges bufferen? Begrunn svaret.

fort og gæli:
a)
[tex][NH_4^+]=0,187\,M[/tex]
[tex][OH^-]=0,058\,M[/tex]

b)
[tex]NH_4^+ + OH^- <=> NH_3+ H_2O[/tex]
[tex][NH_3]=0,058\,M[/tex]

c)
[tex]pH = pK_a - \lg(0,129/0,058) = 8,9[/tex]

d)
[tex]NH_3+H^+ =>NH_4^+[/tex]
[tex]0,058...0,01...0,129[/tex]
[tex]0,048...........0,139[/tex]

[tex]pH = pK_a - \lg(0,139/0,048) \approx 8,8[/tex]