Kemian kysymykset - kevät 1999


YLIOPPILASTUTKINTO     17. 3. 1999       REAALIKOE   KEMIA

1. Selvitä, miksi a) jalokaasut eivät muodosta helposti kemiallisia yhdisteitä, b) metallit johtavat hyvin sähköä, c) taulukossa hiilen suhteelliseksi atomimassaksi ilmoitetaan 12,01, vaikka 12C-atomin massa on määritelmän mukaan 12. 

2. Polttoanalyysissä näytettä kuumennetaan uunissa, jonka läpi johdetaan happivirta. Tällöin aineen palaessa muodostunut vesihöyty absorboituu tetrafosforidekaoksidia sisältävään astiaan (A) ja muodostunut hiilidioksidi absorboituu natriumhydroksidia sisältävään astiaan (B). Kaasujen määrät saadaan selville punnitsemalla keräilyastiat A ja B ennen analyysia ja sen jälkeen: 
a) Kun 125,0 mg erästä hiiltä, vetyä ja happea sisältävää yhdistettä poltettiin, saatiin 219,9 mg CO2 ja 104,8 mg H2O. Mikä on yhdisteen empiirinen kaava (suhdekaava)? 
b) Mitä kemiallisia reaktioita astioissa A ja B tapahtuu? 
 

3. Kuparia valmistetaan kuparikiisusta, CuFeS2, pasuttamalla malmi ensin oksidiksi ja pelkistämällä oksidi sitten  metalliksi. Kokonaisreaktio on seuraava: 

CuFeS2(s) + O2(g) Cu(s) + FeS(s) + SO2(s) 

Prosessissa vapautuvaa rikkidioksidia ei voida sellaisenaan päästää ympäristöön. 
a) Pohdi, miten tämä rikkidioksidi voidaan saattaa vaarattomaan muotoon ja miten sitä käytetään hyväksi kemianteollisuudessa. 

b) Saatu kupari puhdistetaan elektrolyyttisesti käyttämällä epäpuhtaasta kuparista tehtyä anodia ja puhtaasta kuparista tehtyä katodia. Elektrolyysin aikana anodi liukenee ja puhdas kupari saostuu katodille. Kirjoita elektrodeilla tapahtuvat reaktiot. Kuinka paljon kuparia saadaan, kun liuoksen läpi johdetaan 1 500 A:n tasavirta 1,0 tunnin ajan? Miten kuparisulfaattiliuoksen sininen väri muuttuu elektrolyysin aikana? Perustele. 

4. Rasvoja voimakkaasti kuumennettaessa voi syntyä aldehydejä C4H6O ja C5H8O. 
Yhdisteellä C4H6O tavataan cis - trans-isomeriaa, ja C5H8O on optisesti aktiivinen. Laadi molempien aldehydien mahdolliset rakennekaavat. 
 

5. Oheisessa kuviossa on esitetty kaasufaasissa tapahtuvalle kemialliselle reaktiolle tyypillinen energiaprofiili. Mitä voit sen perusteella kertoa reaktion kulusta? Voidaanko tällaisen kuvion avulla päätellä jotain reaktion nopeudesta?  

6. Erään yksiarvoisen hapon HA vesiliuoksen pH on 2,34. Kuinka suuri tilavuus vettä on lisättävä 15 ml:aan tätä happoliuosta, jotta pH nousee arvoon 3,34? Tarkastele erikseen tapauksia, kun a) HA on vahva happo, b) HA on heikko happo, jonka happovakio Ka = 2,5 . 10-3 mol/l. 

7. Koulun kemian laboratoriotöissä tutkittiin pohjaveden kloridi-ionipitoisuutta. Tätä varten pohjavedestä otettu 5,0 litran näyte haihdutettiin noin 50 ml:n tilavuuteen. Väkevöityyn liuokseen lisättiin hopeanitraattia, jolloin kloridi-ionit saostuivat niukkaliukoisena hopeakloridina. Saostuma erotettiin nesteestä, kuivattiin ja punnittiin. Hopeakloridin massaksi saatiin tällöin 243 mg. a) Laske pohjaveden kloridi-ionipitoisuus (mg/l). Mitkä virhelähteet saattoivat vaikuttaa tuloksen luotettavuuteen? b) Miksi jouduttiin ottamaan verrattain paljon näytettä ja haihduttamaan se pieneen tilavuuteen? Miksi väkevöidyn liuoksen tilavuutta ei tarvitse tuntea tarkasti? c) Auringonvalon vaikuttaessa AgCl-saostumaan tapahtuu hapettumis-pelkistymisreaktio, jossa AgCl vähitellen hajoaa. Esitä reaktion yhtälö. 

+8. Aminohapot. Tarkastele myös aminohappojen esiintymistä luonnossa ja merkitystä ihmiselle. 
 

©Ylioppilastutkintolautakunta/ Internetix