Oppgave 1

a. Buffer

Du har et stoff løst i vann. Til denne løsningen tilsetter du litt HCl, slik at det blir en bufferløsning. Hvilket av disse stoffene var det i vannløsningen før HCl ble tilsatt?

A. KCl

B. NaOH

C. NH4Cl

D. NaCH3COO

En forutsetning for en buffer er tilstedeværelsen av en svak syre og dens korresponderende svake base. NaCH3COO er bygd opp av tilskuerionet Na+ (natrium-ionet), og av CH3COO- (etanat-ionet, med trivialnavn acetat-ionet). CH3COO- er en svak base. Tilsettes HCl skjer følgende reaksjon:

HCl (aq) + CH3COO-(aq) → Cl- (aq) + CH3COOH (aq)

Vi ser at etanat-ionet omdannes til sin korresponderende syre, CH3COOH (etansyre, med trivialnavn eddiksyre). CH3COOH er en svak syre, og dermed inneholder løsningen nå både en svak syre (CH3COOH) i tillegg til dens korresponderende svake base (CH3COO-) Siden det kun ble tilsatt litt HCl, så må vi gå ut fra at det er noe CH3COO- igjen Vi har altså et buffersystem.

KCl er bygd opp av K+ og Cl-. K+ har ingen syre-base-egenskaper, og Cl- er en svært svak base (alt for svak til å være en del av et buffersystem).

NaOH er bygd opp av Na+ og OH-. Na+ har ingen syre-base-egenskaper, og OH- er en sterk base (alt for sterk til å være en del av et buffersystem).

b. Uorganisk analyse

Du har to begerglass med oppløste salter.

Begge løsningene er fargeløse.
Begge løsningene er pH-nøytrale.
Ved tilsetting av saltsyre til litt av de to løsningene blir det ingen reaksjon,
Ved tilsetting av Na2C2O4 til litt av de to løsningene blir det ingen reaksjon.

Hva kan være i de to begerglassene?

A. CuCl2 og NH4NO3

B. NaNO3 og KCl

C. NaCl og NaHCO3

D. CaCl2 og ZnSO4

Siden begge løsningene er fargeløse, kan vi avvise svaralternativ A, på grunn av CuCl2. Cu2+-ioner i vandig løsning danner kompleksbindinger til vann, og gir en blå farge. Cu2+-ioner kan faktisk også danne kompleksbindinger til Cl--ionene i løsningen, noe som kan gi flere ulike farger, avhengig av mengden Cl--ioner som kompleksbinder seg til Cu2+ (både rød, grønn og gul farge er mulig). Man kan faktisk også avvise svaralternativ A fordi begge løsningene skal være pH-nøytrale, og NH4HCO3 inneholder HCO3-, som er en svak base (HCO3- kan faktisk også reagere som syre, men den er litt sterkere som base enn som syre).

Svaralternativ C kan også avvises, fordi det ikke skjer noe ved tilsetning av saltsyre (HCl). Saltsyre vil nemlig avgi et H+ til HCO3--ionet, og det vil dermed kunne observeres en brusende gassutvikling på grunn av dannelsen av CO2(g):

HCl (aq) + NaHCO3 (aq) → NaCl (aq) + H2O (l) + CO2 (g)

Svaralternativ D kan også avvises, siden det ved tilsetning av Na2C2O4 kan observeres hvitt bunnfall både med CaCl2 og med ZnSO4, på grunn av disse reaksjonene:

Ca2+(aq) + C2O42-(aq) → CaC2O4(s) (hvitt bunnfall)

Zn2+(aq) + C2O42-(aq) → ZnC2O4(s) (hvitt bunnfall)

Kun svaralternativ B, med NaNO3 og KCl overholder kravene.

c. Massespekter

Figur 1 viser massespekteret til en ukjent organisk forbindelse med 4 karbonatomer.

Hva er den ukjente organiske forbindelsen?

A. dietyleter

B. butanon

C. butansyre

D. 2-metyl-propan

På massespekteret ser vi at molekylionet er ved m/z = 72. Dette passer med butanon, siden butanon har en molekylmasse på 72 u. Her ser vi butanon:

Vi ser her butanon som har en molekylmasse på 72 u.

Dietyleter har en molekylmasse på 74 u, noe som er for høyt i forhold til molekylionet ved m/z =72. Her ser vi dietyleter:

Vi ser her diethylether som har en molekylmasse på 72 u.

Butansyre har en molekylmasse på 88 u, noe som er alt for høyt i forhold til molekylionet ved m/z =72. Her ser vi butansyre:

Vi ser her butansyre som har en molekylmasse på 88 u.

2-metylpropan (også kalt isobutan) har en molekylmasse på 58 u, noe som er alt for lavt i forhold til molekylionet ved m/z =72. Her ser vi 2-metylpropan:

Vi ser her 2-metylpropan som har en molekylmasse på 58 u.

Fragmentionet ved m/z =57 kan stamme fra CH3-CO-CH2+.

Fragmentionet ved m/z =43 kan stamme fra CH3-CO+.

d. 1H-NMR

Hvilken av forbindelsene har tre forskjellige hydrogenmiljø?

A. CH3Cl

B. CH3OCH3

C. CH3CH2CH3

D. CH3CH2CHO

CH3CH2CHO (propanal) har tre kjemisk ulike H-atomer. På f

...