Tenttiwiki

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

Link to this comparison view

fysikaalinen_kemia [2014/08/15 22:43]
fysikaalinen_kemia [2014/08/15 22:43] (current)
Line 1: Line 1:
 +======Fysikaalinen kemia======
  
 +
 +==== 19.5.2010 ====
 +
 +Vastaa viiteen kysymykseen. Kunkin tehtävän maksimipistemäärä on 6 ja kokeessa saa olla mukana MAOL ja laskin.
 +  - Selitä lyhyesti
 +    * Braggin laki
 +    * Dipolimomentti ja miten laskennallisen ja mitatun dipolimomentin avulla voidaan helposti arvioida sidoksen ioniluonnetta kaksiatomisessa molekyylissä
 +  - 
 +    * Selitä de Broglien periaate liikkuvasta hiukkasesta:​ esitä asia myös kaavan muodossa.
 +    * Esitä happimolekyylin O2 ja happimolekyyli-ionin 02<​sup>​2+</​sup>​ elektronirakenne (konfiguraatio). Vertaa näiden sidoslujuutta ja perustele. (Hapen järjestysluku on 8 ja happimolekyylin energiatilojen järjestys on oikealle kasvava: σ2s < σ2s* < σ2p < π2p = π2p < π2p* = π2p* < σ2p*)
 +  - 
 +    * Piirrä ja selitä (CH3CH)2O ydinmagneettinen resonanssispektri (NMR) pienen ja suuren erotuskyvyn laitteistoilla mittattuna. (Siirtymien suuruuksia ei tarvitse tietää. mutta esitä spektrin rakennen.) ​
 +    * Oletamme nestemäisen veden höyrynpaineeksi 12 torria 10 asteessa Celsiusta ja sen höyrystymisentalpiaksi 40kJ/mooli. Mikä on veden höyrynpaine 60 Celsiuksessa?​
 +  - 
 +    * Nostat kylmästä jääkaapista suljetun astian laboratorion pöydälle. Kuvaille seuraavaksi tapahtuvaa vapaaehtoista muutosta ja muutoksen suunnan mittana toimivia suureita yksiköineen. ​
 +    * Selitä miten lasket hiilidioksidin entropian lämpötilassa -10°C käyttämälä termodunamiikan kolmatta pääsääntöä.
 +  - Kalorimetrimittauksessa liuotettiin 0,9 grammaa hydroksidia 120 ml:aan vettä normaalissa ilman apineessa ja huoneen lämpötilassa 20°C, jolloin lämpötila nousi 1,5°C. Samassa kalorimetrissä ja samoissa olosuhteissa 120ml:aan laimeata (0,1 mol/litra) HCl-vesiliuosta lisättiin 0,7 grammaa kalibrointiin käytettyä emäksistä yhdistettä,​ jonka reaktiolämpö HCl:n kanssa tapahtuvassa reaktiossa oli 50kJ/​gramma. Tämä lisäys nosti kalorimetrin lämpötilaa 1,0°C. Mikä on hydroksidin liukenemislämpö?​ Onko liukeneminen ekso- vai endoterminen?​ Mitä olisi tiedettävä,​ jotta saisit arvion hydroksidin molaariselle sisäenergialle?​ Mikä ero on Cp:llä ja Cv:llä?
 +  - Lyhytikäisen radikaalin, jota tuotetaan jatkuvasti valon avulla, konsentraatio on 10<​sup>​11</​sup>​ molekyyliä/​cm<​sup>​3</​sup>​. Se hajoaa jatkuvasti tässä pyrolyysilämpötilassa kahdeksi osaksi ja hajoamisreaktion nopeuskerroin on 100s<​sup>​-1</​sup>​. Radikaalien tuotto pysäytetään sammuttamalla lamppu. Minkä ajan kuluttua tästä radikaalien konsentraatio on puoliintunut?​ Konsentraatio on niin pieni, että radikaalien väliset tai muut reaktiot eivät vaikuta radikaalien poistumiseen seoksesta. Minkä ajan kuluttua 10<​sup>​9</​sup>​kpl/​cm<​sup>​3</​sup>​ radikaaleja on jäljellä?
 +
 +
 +==== 5.6. 2003 ====
 +
 +Koeaikaa on 120 minuuttia. Opiskelija saa käyttää tavallista elektronista laskinta, mutta ei kirjoja tai taulukoita.
 +Enintään viiteen (5) kysymykseen saa vastata. Kuulustelun läpäisy edellyttää pisteitä 15/30, kaikki tehtävät samanarvoisia
 +  - Laske standardinen reaktioentropia 25 °C :ssa reaktiolle {{fysikaalinen5.jpg}}
 +  - Tietty määrä ihannekaasua (ideaalikaasua) ottaa meren pinnan tasolla 2,0 m^3:n tilavuuden kun kaasun paine on 104 kPa ja lämpötila on 21,1 °C. Laske kaasun ottama tilavuus kun se on noussut korkeudelle,​ jossa kaasun paine on 52 kPa ja lämpötila on -5,0 °C.
 +  - 
 +    * Pienin määrä molekulaarista happea vedessä (esim. järvivedessä) mahdollistamassa orgaanista elämää 25 °C :ssa on 4 mg dm^-3. Laske pienin hapen osapaine ilmakehässä (veden yläpuolella),​ joka mahdollistaa em. O2:n määrän vedessä. Henryn lain vakio O2:lle 298 K:ssä on 3,3x 107 torr.
 +    * Mitä ovat Henryn laki ja Raoultin laki? Minkälaisissa olosuhteissa nämä lait pätevät?
 +  - 
 +    * Tutkittaessa etanolin katalysoitua hapetusreaktiota,​ pieneni etanolin pitoisuus 220 mM :sta 56 mM :iin 203 minuutissa. Reaktio noudattaa nopeuslakia ln[A] = ln[A]0-//​kt//​ , jossa [A] on etanolin pitoisuus (konsentraatio). Laske reaktion nopeusvakion arvo. 
 +    * Laske aika, jolloin reaktio on edennyt 95%:sti.
 +  - Laske H-atomin Balmerin sarjan 5 ensimmäistä emissioaallonpituutta. Piirä H-atomin energiatasokaavio (y-akseli on energia, jolla yksikkönä eV) ja merkitse kuvaan emissioaallonpituuksia vastaavat energiatasot. {Lisäpiste mikäli emissioaallonpituuksia vastaavat siirtymät ovat merkitty kaavioon oikein}.
 +  - Selitä lyhyesti: ​
 +    * 1H-NMR :ssä esiintyvä spinni-spinni -kytkentävakio //J// 
 +    * Kaksiatomisen molekyylin vibraatioenergia ja rotaatioenergia. Vertaa näitä energioita keskenään.
 +    * Kuutiollinen kide ja Millerin indeksit
 +    * Mihin perustuu Paulingin atomielektronegatiivisuus?,​
 +    * LCAO 
 +    * Heisenbergin epätarkkuusperiaate.
 +{{fysikaalinen4.jpg}}
 +
 +
 +
 +==== 16.5.01 ==== 
 +
 +  - Esitä perusteltu kantasi (tosi tai epätosi) seuraaviin väittämiin. Perusteluksi kelpaa oikean vaihtoehdon toteamme, jos väite on väärin, yhtälön tai yhtälöihin perustuvan laskelman esittäminen,​ muu kvalitatiivinen perustelu tai esimerkin antaminen. Jos kyseessä on määritelmän tai luonnonlain tyyppinen asia, riittää perusteluksi tämän toteaminen.
 +    * Sl-järjestelmässä massan perusyksikkö on gramma.
 +    * Boorin järjestysluku Z = 5. Väite: Booriatomin elektronirakenne 1s<​sup>​2</​sup>​ 2s<​sup>​1</​sup>​ 2p<​sup>​2</​sup>​ on mahdollinen.
 +    * Hybridiorbitaalit ovat muodostuneet eri atomien atomiorbitaaleista.
 +    * N2-molekyylillä ei ole pyörimisspektriä.
 +    * Ideaalikaasumoolin tilavuus kaksinkertaistuu,​ kun lämpötila nostetaan arvosta 25 °C arvoon 50 °C.  Paine on vakio.
 +    * Suljetun systeemin muutos on vapaaehtoinen,​ kun systeemin deltaS > 0.
 +    * Ideaalisen laimeassa liuoksessa liuottimen kemiallinen potentiaali on pienempi kuin puhtaan liuottimen kemiallinen potentiaali.
 +    * Reaktion A -> B nopeuslaiksi on saatu yhtälö v = k//c//A, jossa //c//A on A:n konsentraatio. Väite: reaktio on ensimmäistä kertalukua. (1/2 p kukin kohta)
 +  - Sähkömagneettinen säteily. (5 p)
 +  - Oletetaan, että lämpötilassa 25 °C seuraavissa reaktioissa esiintyvät kaasut käyttäytyvät ideaalisesti:​ {{fysikaalinen7.jpg}}
 +    * Mikä on reaktion (3) standardi reaktioentalpia delta3H//​m//​° ? 
 +    * Mitkä ovat HCl(g):n ja H2O(g):n standardit muodostumisentalpiat delta//​f//​H° ? (5 p)
 +  - Kehossa 37 °C lämpötilassa tapahtuvan biologisen reaktion reaktioentalpia delta//​r//​H//​m//​ = -125 kJ/mol ja reaktioentropia delta//​r//​S//​m//​ = -126 J/​(K*mol). ​
 +    * Laske reaktion delta//​r//​G//​m//​. ​
 +    * Onko reaktio vapaaehtoinen? ​
 +    * Laske kokonaisentropian muutos  ​
 +    * Kasvaako systeemin epäjärjestys?​ (4 p)
 +{{fysikaalinen8.jpg}}
 +
 +
 +
 +==== 16.5.2000 ====
 +
 +  - Absorptiospektrofotometrin rakenne ja toimintaperiaate. (5 pistettä)
 +  - Lämpötilassa 298 K alfa-D-glukoosin C6H12O6 (s) täydellisen palamisen tuotteet ovat hiilidioksidi ja nestemäinen vesi ja palamisentalpia deltac Hm° = -2809,1 kJ mol^-1. Vastaavasti maltoosin C12H22O11(s) deltac Hm° = -5645,5 kJ mol^-1. Laske reaktion 2C6H12O6(s) -> C12H22O11(s) + H2O(l) deltar Hm° lämpötilassa 298 K. (4 pistettä)
 +  - 
 +    * Laske veden kemiallisen potentiaalin muutos, kun sen paine muutetaan 1 baarista 100 baariin 25 °C:n vakiolämpötilassa.
 +    * Laske vesihöyryn kemiallisen potentiaalin muutos, kun sen paine muutetaan l atm:stä 0,5 atmiään 100 °C:n lämpötilassa. (5 pistettä)
 +  - Totea perustellusti ovatko seuraavat väittämät tosia vai epätosia. Perusteluksi kelpaa yhtälön tai yhtälöihin perustuvan laskelman esittäminen,​ muu kvalitatiivinen perustelu, esimerkin antaminen tai oikean vaihtoehdon toteaminen, jos väite on väärin. Jos kyseessä on määritelmän tai luonnonlain tyyppinen asia, riittää perusteluksi kyseisen määritelmän tai lain toteaminen.
 +    * Fotonin energia kasvaa, kun aallonpituus kasvaa.
 +    * Vetyatomin elektronikonfiguraatio 1//p//1 on mahdollinen.
 +    * Systeemin entalpia kasvaa lämpötilan kasvaessa vakiopaineessa (ei reaktioita eikä faasimuutoksia).
 +    * Liuoksessa liuenneen aineen B molaalisuus b<​sub>​B</​sub>​ = n<​sub>​B</​sub>/​m,​ jossa nb on liuenneen aineen ainemäärä ja m on liuoksen kokonaismassa.
 +    * Ruokasuolan vesilioksen ja saman molaalisuuden ruokosokerin vesiliuoksen jäätymispisteet ovat samat.
 +    * Veden höyrystyminen normaalissa kiehumispisteessään tapahtuu reversiibelisti.
 +    * Liuottimen kemiallinen potentiaali ideaalisen laimessa liuoksessa on pienempi kuin puhtaan liuottimen kemiallinen potentiaali samassa lämpötilassa ja paineessa.
 +    * Ensimmäisen kertaluvun reaktion puoliintumisaika on riippuvainen lähtöaineen alkukonsentraatiosta. (1/2 pistettä kukin kohta)
 +{{fysikaalinen.jpg}}