Organiska miljögifter

Vilken egenskap gör att DDT anrikas i näringskedjor?

Svar: B: DDT är fettlösligt och lagras i fettvävnad

Vilken grupp av miljögifter användes som mjukgörare och isolering i transformatorer?

Svar: C: PCB

Förklara varför toppkonsumenter (som rovfåglar) drabbas hårdast av bioackumulerande gifter som DDT.

Svar: DDT lagras i fett och bryts inte ner. Vid varje steg i näringskedjan koncentreras giftet (biomagnifikation). Toppkonsumenter som rovfåglar ackumulerar därför störst mängd.

En grupp elever diskuterar om dioxiner och DDT är samma typ av ämne. Förklara likheter och skillnader.

Svar: Likhet: båda organiska, klorerade, fettlösliga, bioackumulerande. Skillnad: DDT tillverkades medvetet som pesticid, dioxiner bildas oavsiktligt vid förbränning. Dioxiner är giftigare vid lägre doser.

I en sjö mäts DDT-koncentrationen i vatten, växtplankton, djurplankton, småfisk och gädda. Vilken slutsats om koncentrationsmönstret är korrekt?

Svar: A: Koncentrationen ökar med varje trofinivå (biomagnifikation) — DDT är fettlösligt, bryts inte ner och ackumuleras vid varje steg

DDT har halveringstid 15 år i jord. En åker besprutas en enda gång år 0 med 16 mg DDT per kg jord. Hur mycket DDT finns kvar i jorden år 60?

Svar: B: 1 mg/kg

Tankegång: Halveringstid 15 år. 60 år = 4 halveringstider. 16 → 8 → 4 → 2 → 1 mg/kg. DDT:s långa halveringstid förklarar varför ämnet fortfarande mäts i miljön trots att det förbjöds på 1970-talet.

Mikael bränner ett stycke magnesium i en bunsenlåga och märker att föremålet glöder och ger ifrån sig kraftig värme till omgivningen. Hans lärare frågar vilket namn som ges åt ett kemiskt förlopp där energi avges till omgivningen i form av värme.

Svar: Exoterm reaktion

Tankegång: En exoterm reaktion frigör energi till omgivningen — systemet avger värme. Magnesiums förbränning är ett klassiskt exempel.

Aisha lägger kaliumpermanganat och glycerol i ett provrör på laborationen. Efter en stund börjar blandningen glöda och brinna utan att hon tillsatte någon tändkälla. Temperaturmätaren visar att reaktionsblandningen är betydligt varmare än omgivningen. Vilket påstående beskriver korrekt vad som sker med energin i reaktionen?

Svar: Reaktionen avger energi som värme till omgivningen — en exoterm process.

Tankegång: En exoterm reaktion frigör mer energi än den kräver — temperaturen stiger och värme avges till omgivningen.

Vad betyder det enligt Stella att kemister syntetiserar nya ämnen?

Svar: att de tillverkar nya ämnen på konstgjord väg

Tankegång: Stella skriver att när kemister tillverkar nya ämnen på konstgjord väg säger man att de syntetiserar nya ämnen. Ibuprofen nämns som ett exempel på ett organiskt ämne som har syntetiserats.

Varför kan många organiska miljögifter lagras i levande organismer enligt Stella?

Svar: De är ofta stabila, bryts ner långsamt och är fettlösliga.

Tankegång: Stella beskriver att många miljögifter är stabila och inte bryts ner förrän efter mycket lång tid. De är dessutom ofta fettlösliga och lagras därför i levande organismer. DDT beskrivs som ett exempel på ett ämne som anrikas.

En kemist tillverkar kalciumnitrat genom att reagera 7,00 g förorenat kalciumoxid med ett överskott av utspädd salpetersyra enligt ekvationen: CaO + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + H₂O Det befanns att 13,3 g rena, vattenfria kalciumnitratkristaller producerades. Vad är procenthalten renhet hos den använda kalciumoxiden? [relativa atommassor, A_r: Ca, 40; N, 14; H, 1; O, 16]

Svar: 65,0 %

Tankegång: M(Ca(NO₃)₂) = 40 + 2(14 + 3·16) = 164 g/mol. Mol Ca(NO₃)₂ = 13,3 / 164 = 0,0811 mol. Stökiometrin är 1:1, så mol CaO = 0,0811. M(CaO) = 56 g/mol → ren massa CaO = 0,0811 · 56 = 4,54 g. Renhet = 4,54 / 7,00 · 100 % ≈ 65,0 %.

Förening R har en procentuell sammansättning av 63,6 % kväve och 36,4 % syre. Vad är den empiriska formeln för R?

Svar: N₂O

Tankegång: Mol N per 100 g = 63,6 / 14 = 4,54. Mol O per 100 g = 36,4 / 16 = 2,275. Förhållande N : O = 4,54 / 2,275 ≈ 2,00 : 1,00 → empirisk formel N₂O.

En isotop av grundämnet Z har 20 neutroner och 17 protoner. Vilken är den korrekta symbolen för en jon av isotopen av grundämnet Z?

Svar: ³⁷₁₇Z⁻

Tankegång: Antalet protoner ger atomnumret 17 (klor). Massnumret är protoner + neutroner = 17 + 20 = 37. Klor står i grupp 17 och tar upp en elektron till en jon med laddning −1, så symbolen blir ³⁷₁₇Z⁻.

Två isotoper av klor är ³⁵Cl och ³⁷Cl. Med hjälp av dessa isotoper, hur många olika relativa molekylmassor är möjliga för föreningen med molekylformeln C₂H₃Cl₃?

Svar: 4

Tankegång: C₂H₃ ger ett konstant massbidrag. De tre Cl-atomerna kan vara 0, 1, 2 eller 3 stycken ³⁷Cl (resten ³⁵Cl). Det ger fyra olika totala massor: 3·35, 2·35+37, 35+2·37 och 3·37 — alltså fyra distinkta relativa molekylmassor.

Ett 250 g prov av hydrerat koppar(II)sulfat innehåller 90 g kristallvatten. Vilken är den korrekta formeln för denna förening?

Svar: CuSO₄·5H₂O

Tankegång: Massa vattenfri CuSO₄ = 250 − 90 = 160 g. M(CuSO₄) = 64 + 32 + 4·16 = 160 g/mol → mol CuSO₄ = 1,00. Mol H₂O = 90 / 18 = 5,00. Förhållandet CuSO₄ : H₂O = 1 : 5, så formeln är CuSO₄·5H₂O.

Natriumhydroxidlösning reagerar med en viss metallkloridlösning, MCl_n, enligt ekvationen: MCl_n + nNaOH → M(OH)_n + nNaCl 10,0 cm³ av 3,00 mol/dm³ NaOH-lösning befanns reagera med 10,0 cm³ av 1,50 mol/dm³ MCl_n-lösning. Vad är formeln för metallkloriden?

Svar: MCl₂

Tankegång: Mol NaOH = 0,0100 · 3,00 = 0,0300. Mol MCl_n = 0,0100 · 1,50 = 0,0150. Stökiometrin ger n · mol(MCl_n) = mol(NaOH) → n = 0,0300 / 0,0150 = 2. Formeln är MCl₂.

60 cm³ propan, C₃H₈, fick reagera med 100 cm³ syre. Den resulterande blandningen fick svalna till 25,0 °C. Vilken volym gaser finns i den resulterande blandningen?

Svar: 100 cm³

Tankegång: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O. Vid 25 °C kondenseras vatten till vätska. För att förbränna 60 cm³ propan krävs 300 cm³ O₂; eftersom endast 100 cm³ O₂ finns är syre begränsande. 100 cm³ O₂ förbrukar 100/5 = 20 cm³ propan och bildar 3·20 = 60 cm³ CO₂. Kvar i gasfas: överskott propan (60 − 20 = 40 cm³) + 60 cm³ CO₂ = 100 cm³.

Svaveldioxid kan reagera med syre för att bilda svaveltrioxid enligt: 2SO₂(g) + O₂(g) → 2SO₃(g) Om 200 cm³ svaveldioxid reagerar med 200 cm³ syre, vilken volym gaser återstår efter reaktionen?

Svar: 300 cm³

Tankegång: SO₂ är begränsande: 200 cm³ SO₂ förbrukar 100 cm³ O₂ och bildar 200 cm³ SO₃. Kvar: 0 cm³ SO₂ + (200 − 100) = 100 cm³ O₂ + 200 cm³ SO₃ = 300 cm³ totalt.

Vilka påståenden om relativ atommassa och relativ molekylmassa är korrekta? 1. Olika isotopernas massa påverkar inte den relativa atommassan. 2. Bara kovalenta föreningar har en relativ molekylmassa. 3. Relativa atommassor jämförs med 1/12 av massan hos en atom av ¹²C.

Svar: 2 och 3

Tankegång: Påstående 1 är felaktigt: relativ atommassa är ett viktat medelvärde av isotopernas massor, så isotopernas massor påverkar värdet direkt. Påstående 2 är korrekt: joniska föreningar består av ett gitter av joner, inte diskreta molekyler, så för dem används begreppet formelmassa snarare än molekylmassa. Påstående 3 är korrekt: definitionen av relativ atommassa bygger på 1/12 av massan av en ¹²C-atom som referens. Korrekt kombination är 2 och 3.

Bokstäverna X, Y och Z representerar olika atomer: ³⁷₁₇X ³⁷₁₈Y ³⁸₁₈Z Vilket påstående är korrekt?

Svar: Y och Z har samma antal elektroner.

Tankegång: Grundämne bestäms av protontalet (Z), inte av masstalet (A). X har Z=17 (klor), Y har Z=18 (argon), Z har Z=18 (argon). A: X och Y har olika protontal → olika grundämnen, fel. B: neutroner = A−Z, så X har 37−17=20 och Y har 37−18=19, fel. C: neutrala atomer har lika många elektroner som protoner; Y och Z har båda Z=18, alltså 18 elektroner var, korrekt. D: Z har 38−18=20 neutroner, X har 37−17=20 neutroner, lika många, fel. Korrekt: Y och Z har samma antal elektroner.

Bokstäverna P, Q och R representerar olika atomer: ⁴⁰₁₉P ³⁹₁₉Q ⁴⁰₂₀R Vilket påstående är korrekt?

Svar: P och Q är samma grundämne.

Tankegång: Två atomer är samma grundämne om de har samma protontal (Z). P har Z=19, Q har Z=19, R har Z=20. A: P och Q har båda Z=19 → samma grundämne (kalium), olika isotoper (masstal 40 vs 39), korrekt. B: P (Z=19) och R (Z=20) har olika protontal → olika grundämnen, fel. C: P och Q har båda 19 protoner, lika många, fel. D: neutroner = A−Z; R har 40−20=20, Q har 39−19=20, lika många, fel. Korrekt: P och Q är samma grundämne.

Vilken ordformel beskriver reaktionen mellan magnesium och saltsyra?

Svar: magnesium + saltsyra → magnesiumklorid + vätgas

Tankegång: Magnesium reagerar med saltsyra och bildar saltet magnesiumklorid samt vätgas. Metall + syra ger ofta ett salt och vätgas.

En jon X2- har masstalet m och innehåller n elektroner. Vad innehåller kärnan i en atom av X?

Svar: Antal protoner = n - 2; antal neutroner = m - n + 2.

Tankegång: En X²⁻-jon har två fler elektroner än den neutrala atomen. Om jonen har n elektroner har atomen n - 2 protoner, och neutronerna blir masstal minus protonantal: m - (n - 2) = m - n + 2.

Tabellen visar protontal och nukleontal för grundämnena M och N. | Grundämne | Protontal | Nukleontal | |---|---|---| | M | 13 | 27 | | N | 8 | 16 | När M och N reagerar och bildar en förening, vad är massan av ett mol av föreningen?

Svar: 102

Tankegång: Protontal 13 är aluminium och protontal 8 är syre. Föreningen blir Al₂O₃ och molmassan är 2·27 + 3·16 = 102 g/mol.

Tre väteatomer har samma antal protoner men olika antal neutroner. Vilken rad namnger varianterna?

Svar: Protium, deuterium och tritium

Tankegång: Rätt svar är: Protium, deuterium och tritium. Vätets tre isotoper kallas protium, deuterium och tritium.

Väte har atommassan 1,008 u i tabellen, inte exakt 1 u. Vilken förklaring passar bäst?

Svar: Tabellvärdet väger samman isotoper

Tankegång: Rätt svar är: Tabellvärdet väger samman isotoper. Atommassan i periodiska systemet är ett medelvärde som tar hänsyn till isotopernas massor och förekomst.

Två atomer ska avgöras om de tillhör samma grundämne. Vilket tal är säkrast att jämföra?

Svar: Antalet protoner i atomkärnan

Tankegång: Rätt svar är: Antalet protoner i atomkärnan. Protontalet, alltså atomnumret, anger antalet protoner och bestämmer grundämnet.

En kemist förklarar mol genom att först prata om dussin och tjog. Vad är poängen med jämförelsen?

Svar: Alla är mängdmått för antal saker

Tankegång: Rätt svar är: Alla är mängdmått för antal saker. Dussin, tjog och mol är mängdmått som beskriver antal.

När man räknar atomer behövs en enhet som motsvarar ett mycket stort antal små byggdelar. Vilket begrepp används?

Svar: Mol som mängdmått för partiklar

Tankegång: Rätt svar är: Mol som mängdmått för partiklar. Mol är ett mycket stort mängdmått för atomer, joner eller molekyler.

I vilken partikel är antalet protoner, neutroner och elektroner alla olika?

Svar: ³⁹₁₉K⁺

Tankegång: I isotopnotationen visar nedre talet antalet protoner (atomnumret) och övre talet protoner plus neutroner (masstalet). ³⁹₁₉K⁺ har 19 protoner och 39 - 19 = 20 neutroner. Laddningen +1 betyder att kaliumjonen har avgett en elektron och därför har 18 elektroner. Antalen 19, 20 och 18 är alla olika.

Bilden visar fyra påståenden om kolformer. Vilken kombination är korrekt?

Svar: Påstående 1 och 3

Tankegång: Påstående 1 stämmer: diamant, grafit, fulleren och grafen är olika former av grundämnet kol. Påstående 3 stämmer eftersom elektroner kan röra sig genom grafit. Påstående 2 är fel eftersom diamant inte bygger på exakt tre bindningar per kolatom; Stella beskriver kolatomen med fyra bindningar och diamant som en tetraederstruktur. Påstående 4 är fel eftersom grafen är ett enda platt lager, inte en lång endimensionell kolkedja.