Kemi A

2. del
Kl. 9.30-14.30

Tirsdag den 4. juni 2024
Kl. 9.00-14.30

Vejledning

Alle hjælpemidler er tilladt

Følgende hjælpemidler forudsættes:
DATABOG fysik kemi (F&K Forlaget), 11. udgave (2007) eller senere udgave.

Opgavebesvarelsen
Din opgavebesvarelse skal afleveres i et samlet dokument, gemt i pdf-format.

Bedømmelse
Ved den skriftlige prøve lægges der vægt på din evne til at:

	-	anvende fagets viden og metoder til behandling af kemiske problemstillinger
	-	inddrage det udleverede bilagsmateriale i besvarelsen
	-	gøre iagttagelser og analysere eksperimentelt arbejde, samt efterbehandle og vurdere resultater herfra
	-	gennemføre og præsentere relevante beregninger med korrekt brug af fagsprog
	-	benytte relevante matematiske modeller, metoder og repræsentationsformer
	-	benytte fagspecifikke digitale værktøjer hensigtsmæssigt
	-	dokumentere anvendte informationer fra forskellige kilder
	-	udtrykke sig skriftligt, således at tankegangen fremstår struktureret og tydelig.

Der gives en karakter på baggrund af en helhedsvurdering.

Figur 1.1. Strukturformel for riboflavin.

Bilagsmateriale

Riboflavin

B-vitaminer er forskellige kemiske forbindelser, som findes i en række fødevarer. De har stor betydning for flere enzymers funktion.
Et eksempel på et B-vitamin er riboflavin, også kendt som B2-vitamin. Strukturformlen for riboflavin ses på figur 1.1. Figuren findes her som ChemSketch-fil og MarvinSketch-fil.

Riboflavin findes naturligt i blandt andet mælk, indmad, kød, fuldkorn og bælgfrugter.
Den øgede bevidsthed om klimaforandringer har medført et større fokus på at finde alternativer til oksekød. Det har medført øget fokus på anvendelse af insekter i madlavning.
Hvis insekter skal erstatte kød, er det vigtigt, at være opmærksom på vitamin- og mineral-sammensætningen i insekterne.

Figur 1.2. Fårekylling.
Kilde: www.colourbox.dk

En htx-elev har i et projekt fremstillet en bøf af fårekyllinger og ønsker at analysere indholdet af riboflavin i bøffen. Riboflavin er farvet, og man kan derfor bestemme koncentrationen af riboflavin i fødevarer ved hjælp af spektrofotometri. Analysemetoden er beskrevet nedenfor.

Analyse af riboflavin.

Bøffens masse bestemmes til 125 g.

Der fremstilles en stamopløsning af riboflavin på 0,100 g/L.
Ud fra stamopløsningen fremstilles en række standarder med koncentrationer i intervallet 5,00 mg/L til 40,0 mg/L. Absorbansen for standarderne måles med et spektrofotometer ved 450 nm med en kuvettebredde på 1,00 cm. Resultaterne findes her som Excel-fil.

5,00 g af bøfprøven findeles og opblandes med vand til et volumen på 500 mL. Der udtages fire prøver til måling i spektrofotometret. Eleven antager, at det kun er riboflavin, der absorberer lys ved den valgte bølgelængde.
Resultaterne findes i tabel 1.1.

Måling nr.	1	2	3	4
A	0,499	0,548	0,540	0,520

Tabel 1.1 Absorbans for de 4 bøfprøver.

Opgave 1 Riboflavin

	a)	Angiv stofklasser for de markerede funktionelle grupper i riboflavin.
	b)	Argumenter for, at riboflavin har 3 asymmetriske carbonatomer.
	c)	Opskriv et muligt produkt for oxidation af den primære alkohol.
	d)	Argumenter for, at riboflavin hører til de vandopløselige vitaminer.
	e)	Tegn en standardkurve for riboflavin-stamopløsningerne. Vis, at absorptionskoefficienten, ελ, for riboflavin ved 450 nm er 0,0241 L·mg-1·cm-1.
	f)	Bestem indholdet af riboflavin i bøffen i masseprocent.

Figur 2.1. Et eksempel på et galvanisk element.

Opgave 2 Galvanisk element

En redoxreaktion kan opdeles i en reduktion og en oxidation. Hvis man fysisk adskiller disse to delprocesser, kan man få elektronerne til at vandre i en ledning. Hermed bliver der dannet elektrisk energi ud fra en kemisk proces. Dette omtales som et galvanisk element.

Reaktionen for det galvaniske element som ses i figur 2.1 er:

	a)	Argumenter for, at reaktionen er en redoxreaktion
	b)	Opskriv ligevægtsloven, K, for reaktionen. Angiv enheden for K.

	c)	Beregn entalpiændringen, ΔH°. Kommenter fortegnet.
	d)	Vis, at reaktionen mod højre er spontan ved standardbetingelser ved 25 °C.

Opgave 3 Lithiumcarbonat

Figur 3.1. En håndfuld piller
Kilde: www.colourbox.dk

Lithiumcarbonat anvendes som et medicinsk præparat.

En pille indeholdende lithiumcarbonat opløses i vand til rumfanget 100 mL.
I pillen findes ingen andre indholdsstoffer der har syre-base egenskaber.

a)

Angiv kemisk formel for lithiumcarbonat.

Opløsningens indhold af carbonat titreres nu med 0,503 M HCl. Data for titreringen findes som Excel-fil her.

	b)	Tegn titrerkurven for titreringen. Kommenter kurvens forløb.
	c)	Giv forslag til indikatorer til kolorimetrisk titrering af opløsningen. Argumenter for dit valg.
	d)	Beregn massen af lithiumcarbonat i pillen.

Opgave 4 Hydrolyse af ethyl(ethanoat)

Ethyl(ethanoat) kan hydrolyseres i både sur og basisk opløsning.
I sur opløsning forløber hydrolysen ved optagelse af vand med stærk syre som katalysator. Dette kaldes for sur hydrolyse.
I basisk opløsning forløber hydrolysen ved reaktion med hydroxid. Dette kaldes en forsæbning.
Reaktionsskema for forsæbningen af ethyl(ethanoat) ses nedenfor:

I begge tilfælde forløber hydrolysen som en anden ordens reaktion.
Hastighedskonstanterne for de to reaktioner ved 25 °C ses i tabel 4.1.

	k(sur hydrolyse) (M^-1·s^-1)	k(forsæbning) (M^-1·s^-1)
Ethyl(ethanoat)	1,1∙10^-4	1,1·10^-1
Methyl(dichlorethanoat)	2,3∙10^-4	2,8·10³

Figur 4.1. Hastighedskonstanter for sur og basisk hydrolyse af nogle estere ved 25 °C.

	a)	Opskriv reaktionsskema for sur hydrolyse af ethyl(ethanoat). Navngiv produkterne.
	b)	Argumenter for, om forsæbning eller sur hydrolyse af ethyl(ethanoat) er hurtigst.

I et forsøg forsæbes ethyl(ethanoat). Startkoncentrationen af begge reaktanter er 0,0200 M.

	c)	Beregn, hvor lang tid der går inden 90% ethyl(ethanoat) er hydrolyseret ved 25 °C.
	d)	Redegør for en metode til at følge forsæbningen af ethyl(ethanoat).

Filer til opgaverne

Filnavn	Opgave	Figur	Beskrivelse
21875_bilag_figur_1_1.sk2	Bilag	1.1	ChemSketch fil med strukturformel
21875_bilag_figur_1_1.mrv	Bilag	1.1	MarvinSketch fil med strukturformel
21875_bilag_excel.xlsx	bilag	-	Excel fil
21875_opg3_excel.xlsx	3	-	Excel fil

Klik her for at downloade alle filer.

Dette prøvesæt er omfattet af ophavsretten, jf. ophavsretslovens § 1.

Prøvesættet må alene anvendes til den på prøvesættet anførte prøve.

Al anden anvendelse af prøvesættet, herunder visning eller deling f.eks. via internettet, sociale medier, portaler og bøger, udgør en krænkelse af Børne- og Undervisningsministeriets og evt. tredjemands ophavsret og er ikke tilladt.

Overtrædelse af ophavsretten kan være erstatningspådragende og/eller strafbart.

Prøvesættet kan dog, efter at prøven er afsluttet, anvendes til undervisningsbrug på uddannelser m.v. omfattet af den lovgivning, som Styrelsen for Undervisning og Kvalitet administrerer.

2. del Kl. 9.30-14.30