kafli, dæmi o svör með útreikninum 1 Brennsluspritt hefur eðlismassann 0,8/cm Hversu lana pípu þyrfti að nota í loftvo til að samsvara loftþrýstini miðað við cm háa kvikasilfurssúlu? Við finnum eðlismassa kvikasilfurs, 1, /cm o etum því sett þetta upp í jöfnu Marfeldi eðlismassa o hæð súlu er ávallt hið sama: 1, 1, x 0,8 x 1292cm 1m 0,8 2 Marar bifreiðar hafa loftvo sem eru kvarðaðar þanni að þær sýna hæð yfir sjávarmáli a) Hverni er hæt að nota loftvo sem hæðarmæli? b) Hvers þarf að æta áður en lat er að stað í ferð upp á hálendið ef hæðarmælirinn í bifreiðinni á að koma að réttum notum? a) Eftir því sem hærra er farið í landslai lækkar loftþrýstinurinn b) Stilla þarf mælinn þar sem hæð er þekkt o kanna upplýsinar veðurstofu um loftþrýstin fyrir viðkomandi svæði o taka tillit til breytina á þessum upplýsina eftir því sem ferðinni vindur fram Hvaða áhrif hefði það á hæð kvikasilfurssúlu í loftvo ef: a) farið væri með loftvoina upp á Snæfellsjökul? b) pípan væri tvöfölduð að þvermáli? c) pípan væri tvöfalt minni að runnflatarmáli? a) Súlan myndi lækka b) Þvermálið hefur ekki áhrif c) Sama o í b-lið Skýrðu hvers vena ekki er hæt að sjóða kartöflur í mikilli hæð yfir sjávarmáli nema í þrýstipotti Við þrýstin andrúmsloftsins í mikilli hæð sýður vatn lant fyrir neðan það hitasti sem kartöflur þurfa til að sjóða Þessu má breyta með potti sem myndar eiin þrýstin Á heimili brotnar flaska með asetoni þear hún fellur á baðherberisólfið Baðherberið er 2,0 m breitt,,0 m á lend o 2, m á hæð Hversu marir ml af asetoni mea ufa upp áður en náð er viðmiðunarildinu 120 ppm? Aseton hfur formúluna CH CCH o eðlismassann 0,9 /ml? x M Hér er best að nota formúluna (sjá efnafræði lósur [ppm]) m / 2 sem x stendur fyrir hluta í ppm o M er mólmassi efnisins m þar 120 8 290m / m Nú er herberið m 2, m 2 m 1 m o því mea 2 290 m/m 1 m 0 m eða, ufa upp Eðlismassinn er 0,9 /ml, Það efur:, ml 0,9 / ml Þú brennir pentanasi a) Sýndu með jöfnu efnahvarf brunans b) Hve mör mól myndast af koldíoxíði fyrir hvert mól af 2 C + 8 2 C 2 + 1 8 1 x 1 Fyrir hvert mól af súrenfi myndast x 0, mól af koldíoxíði 8 Kalk er víða sett í fiskivötn í Svíþjóð a) Skýrðu á hvern hátt kalkið etur eytt sýruáhrifum? b) Hverni breytist sýrustiið við ísetninu kalksins? c) Sýndu hverni kalk klofnar niður í jónir o taktu fram hvor jónin er virk við eyðinu sýruáhrifa a) Ef við erum ráð fyrir því að sýrusti vatnanna hafi lækkað vean brennisteinssýru eru jónirnar H + o til staðar + 2H + + Brennisteinssýran er klofin en það þýðir að vetnisjónirnar eru fleiri en H jónirnar o sýrustiið er því læra en ph Ca +2 + C + 2H + + S 2 Ca (s) + C 2() Kalsínjónin o súlfatjónin falla út sem vatnað ifs o C 2() ríkur burt b) Sýrustiið hækkar vena þess að H + -jónunum fækkar c) CaC (s) Ca +2 + C Ca +2 + C + 2H + + S 2 Ca (s) + C 2() 2H + er sú virka 8 Hverni etur hitasti á jörðinni aukist af völdum róðurhúsaloftteunda? Gróðurhúsaloftteundir hindra varmaeislun (innrauða eislun) frá jörðinni 9 Nefndu heiti o hlutverk eftirtalinna efnasambanda sem menunarvalds í andrúmslofti okkar: a) C 2 c) C e) S ) CF 2 Cl 2 b) N 2 d) CH f) N 2 h) 1 2
a) koldíoxíð myndast við bruna kolvetna o veldur róðurhúsaáhrifum b) díniturmónoxíð (hláturas, ánæjuas) myndast í náttúrunni o einni af mannavöldum, einkum við bruna í orkuverum, við bruna undir miklum þrýstini í sprenihólfi bílvéla o vena aukinnar notkunar tilbúins áburðar Gasið má mynda með því að hita upp NH N Litlaust, án eituráhrifa, þæile lykt o sætt brað Gasið er notað til deyfina við minniháttar aðerðir o tannviðerðir N 2 stuðlar að eyðinu ósonlasins sem verndar okkur fyrir skaðleum áhrifum útfjólublárra eisla frá sólinni c) C, kolmónoxíð myndast við ófullkominn bruna (við skort á súrefni) kolvetna d) CH, metanas, myndast í mýrum, við urðun lífrænna efna o húsdýrahald e) S myndast við bruna jarðefna vena brennisteins sem er að finna í eldsneytinu Efnið hvarfast við súrefni í loftinu: 2 S 2() + 2 () 2 S () Efnahvarfið heldur svo áfram o brennisteinssýra myndast sem veldur súru reni: S () + (l) (aq) f) N 2 myndast við bruna o veldur ásamt S 2() súru reni með myndun saltpéturssýru sem veldur súru reni: N 2() + 2 (l) + 2() HN (aq) ) CF 2 Cl 2, díflúordíklór-meþan (freon-12) veldur ósoneyðinu h) (brennisteinssýra) myndast í náttúrunni sbr hvörfin í e)-lið 10 Ritaðu efnajöfnur sem sýna hverni ósonhrinurinn hefst o endar Ósonsameindin myndast í ósonlainu við árekstur hvarfjarnra súrefnisatóma o súrefnissameinda: 2() + () () + varmaorka Ósonsameindir leypa útfjólublátt ljós (UV) o brotna þá aftur í súrefni o varmaorku o ósonhrinnum lýkur: () + UV-ljós 2 () + Þetta ferli myndar hrinrás sem endurtekur si í sífellu o myndar losar varmaorku: UV-ljós varmaorka 11 Á hvern hátt eta CFC-asteundir minnkað óson í lofthjúpnum? Ýmis klórflúorkolefnissambönd eta komist óáreitt upp í heiðhvolfið án þess að hvarfast við önnur efni Þar brotna þau niður við UV-eislun (CFC) Klórflúorkolefnin brotna niður við UV-eislun o mynda stök klóratóm Frjálst Cl-atóm losnar við UV-eislun o CCl F + UV-orka CCl 2 F + Cl o CCl 2 F + UV-orka CClF + Cl Stöku (frjálsu) Cl-atómin sundra síðan -sameindunu o mynda staka súrefnisfrumeind sem hverfast við o auk þess myndast 2 -sameindir Cl + Cl + 2 Cl + Cl + 2 --------------------------------------------------------------------- Lokahvarf: + 2 2 12 Hvert er hlutverk útfjólublárra eisla í ósonhrinnum? Þeir sundra ósonsameindinni o eyðast við það en súrefnið o súrefnisfrumeindin sameinast svo aftur o mynda varmaorku () + UV-ljós 2() + 2() + () () + varmaorka 1 Lýstu á hvern hátt sýnilet ljós etur komið fram við orkuflutnin í atóminu Þear efni er hitað örvast rafeindir þess o hoppa upp á eftir orkuþrep Þear þær falla niður breytist orka þeirra í ljóseind 1 Hver er minnsta o mesta byljulend sem auað etur skynjað? Sýnilet ljós er frá 00 nm til 00 nm Sjá Efnafræðilósur GK /> Index /> R /> rafseulrófið 1 Hvers vena eru eislar með lana byljulend ekki hættuleir á sama hátt o útfjólubláir eislar? Samband orku E o byljulendar er: E h v o v c / λ E h c / λ þar sem h Planks fasti, ν tíðni, λ byljulend o c hraði ljóssins Á líkinu E h c / λ sést að orkan minnkar með aukinni byljulend rkuminni eislar eru hættuminni en þeir orkumeiri 1 Eftirfarandi efnahvarf erist: Na (s) + 2() Na 2 (s) a) Hvað sýnir efnahvarfið? b) Stilltu efnahvarfið c) Hvað myndast mör mól af myndefni úr 8 mólum af Na? d) Er efnahvarfið útvermið eða innvermið a) Efnahvarfið sýnir bruna natríns b) 2 Na (s) + ½ 2() Na 2 (s) c) 2 mól Na mynda 1 mól Na 2 (s) 8 mól Na mynda því mól Na 2 (s) d) Hvarf sem lýsir bruna er ávallt útvermið Natrín er í raun svo hvarfjarnt við súrefni að það þarf að era ráðstafanir til að hindra hvarfið o eyma Na í olíu svo að natrín komist ekki í snertinu við súrefni o hvarfist 1 Manínmálmur (M) brennur með ákaflea skærum loa o var ma notaður blossaperur ljósmyndavéla áður fyrr Sýndu þetta efnahvarf með því að rita efnajöfnu fyrir brunann, M (s) + ½ 2() M
18 Súrefni enur oft á tíðum í efnasamband við efni án þess að fram komi sýnilet ljós Brennisteinn fellur td út þear súrefni kemst í snertinu við vetnissúlfíð Þá myndast jafnframt vatn Sýndu þetta efnahvarf með efnajöfnu S () + ½ 2() S 19 Hvað er: a) basi, b) sýra? Einföld skýrin á basa er a) að það sé vatnslausn sem tekur við vetnisjón o að b) sýra sé efni sem efur vetnisjón frá sér Til eru flóknari skýrinar: sýra: er ýmist skilreind sem efnasamband sem eykur styrk vetnisjónanna, H + (Arrhenius); efnasamband sem efur vetnisjón frá sér vetnisjón, H + (Brønsted- Lowry) eða efnasamband sem etur tekið við rafeindapari (Lewis) Yfirleitt virka súrefnissambönd málmleysinja sem sýrur sbr C 2 basi: er efnasamband sem eykur styrk hýdroxíðjónanna, H-, (Arrhenius); efnasamband sem tekur vetnisjón til sín (Brønsted-Lowry) eða efnasamband sem leur til rafeindapar frá sér (Lewis) Yfirleitt virka súrefnissambönd málma sem basar 20 Þear basi er settur í vatn tekur hann alltaf til sín róteind (H + ) frá vatnssameind svo eftir verður hydroxíðjón, H - Ammoníak, NH, er basi o tekur því til sín róteind frá vatnssameind Sýndu með efnajöfnu hvað erist þear ammoníak er sett í vatn NH + NH + + H - Þetta má einni sýna með mynd (sjá tenietu niturs o vetnis í lósunum ávefnum: + + 22 Byinarefni o listmunir úr kalkríku efni veðrast hratt í súru reni Sjá jarðfræðilósur GK, /> Efnisyfirlit /> Efnaveðrun o efnarof /> tafla 1 Sjá einni svörin í bókinni um áhrif brennisteinssýru á þetta ferli 2 Sýndu efnajöfnur fyrir bruna eftirfarandi efna: a) pentan, C b) própan, C H 8, c) C H H Ávallt þear kolvetni brennur myndast C 2 o Þess vana þarf að mynda jöfnu með kolvetni o súrefni sem hvarfefnum o C 2 o sem myndefnum: a) C + 8 2 C 2 +, b) C H 82 + 2 C 2 +, c) C H H +, 2 C 2 + 2 Sýndu byinaformúlu: a) asetons, C H, b) própanóls, C H H, c) C Sjá mynd af þessum byinaformúlum í svörunum o/eða efnafræðilósunum á netinu 2 Hvers vena er raki hér á landi mun minni en td í Danmörku á sumrin? Raki er meiri í Danmörku á sumrin vena þess að í heitu lofti etur verið mun meiri raki Rakastiið er hins vear ekki hærra í Danmörku Í Skilreininum á bls 10 á að standa Rakasti í stað Rakamans Sjá lósur á neti: rakasti o daarmark 2 Hvaða þættir vea hér þunt varðandi veðurfar Hér ríkir úthafsloftsla, sem einkennist af umhleypinasömum en fremur hlýjum vetrum o svölum sumrum Ísland er á þeim slóðum þar sem loftmassar eru að mætast Kaldir o óstöðuir frá Kanada o Norður-Íshafi o hlýir o stöðuir frá Azoreyjum o Bretlandseyjum 2 Hvers vena er oft skýjað o vætusamt þear láþrýstisvæði er yfir landinu? Kalda óstöðua loftmassanum sem kemur að landinu vestan um haf fylir læða myndun með hita- o kuldaskilum en þeim fylir yfirleitt úrkoma 28 Hvað stjórnar vindhraða í læð? Eftir því sem þéttara er á milli þrýstilínanna í læðum verður vindstyrkurinn meiri 29 Þú hellir saman brennisteinssýru o natrínhydroxíði o við það eyðast áhrif sýrunnar o basans o útkoman verður salt o vatn a) Sýndu efnaformúlu hvors efnis b) Sýndu efnajöfnuna fyrir efnahvarf þessara tveja efna 2 H + + - ; NaH Na + + H - b) + 2 NaH 2 Na + - + það þarf 1 mól af á móti 2 mólum af NaH 0 Sýndu hverni eftirfarandi sýrur klofna niður í jónir (ert er ráð fyrir fullri klofnun í jónir): c) C e) CH CH (ediksýra) b) HN d) HCl f) H P 2H + + b) HN H + + N - c) C 2 H + + C
d) HCl H + + Cl - e) CH CH H + + CH C - f) H P H + + P - 1 Sýndu hverni eftirfarandi basar klofna niður í jónir: a) NaH c) Ca(H) 2 b) KH Al(H) a) NaH Na + + H - c) Ca(H) 2 Ca +2 + 2H - b) KH K + + H - Al(H) Al + + H - 2 Þear kalksteinn, CaC er hitaður yfir loa sundrast hann í kalsínoxíð o koldíoxíð: a) Ritaðu jöfnu efnahvarfsins b) Skýrðu hvort efnahvarfið er innvermið eða útvermið a) CaC (s) Ca (s) + C 2() b) Í dæminu seir að þetta erist yfir loa o þess vena hlýtur efnahvarfið að vera innvermið Gerðu rein fyrir helstu efnum sem valda loftmenun við bruna jarðeldsneytis Við bruna jarðeldsneytis myndast ávallt C 2() o í mörum tilfellum einni C () Í jarðeldsneyti er einni að finna brennisteinssambönd sem mynda S o eta stuðlað að myndun brennisteinssýru o þar með súru reni Auk þess myndast nituroxíð í sprenihólfi bílvéla o auka þau einni að loftmenun Á hvern hátt myndast kolmónoxíð o hverni eru eituráhrif þess? Líkinin fyrir myndun C er: C + ½ 2() C () C er skautuð sameind o binst því uþb 200 fastar við blóðrauða (hemolóbín) blóðsins en súrefni ( 2() ) o koldíoxíð (C 2() ) o kemur þanni í ve fyrir flutnin blóðrauðans á súrefni frá lununum o C 2() ) til lunnanna Á hvern hátt tenist trjárækt minnkun koldíoxíðs í lofthjúpnum? Lífverur með blaðrænu eta stundað ljóstillífun: Sykur myndast við ljóstillífun í rænum plöntum, ljósorka umbreytist í efnaorku Efnajafnan sem lýsir ljóstillífun er: 12C 2() + 11 (l) + ljósorka C 12 2 11(aq) + 12 2() Hvaða efni myndast allaf við bruna eftirtalinna efna í andrúmslofti: a) kolvetna? b) olíu? c) alkóhlóls? a) koldíoxíð o vatnsufa auk nituroxíða ef bruni fer fram við mikinn hita, b) koldíoxíð, vatnsufa, brennisteinssambönd o nituroxíð, c) koldíoxíð o vatnsufa 8 Samkvæmt tölum Landsvirkjunar fóru 19 GWh til rafhitunar heimila árið 199 ef ekki er reiknað með upphitun bændabýla Hvað jafnildir þessi rafnotkun a) mörum lítrum af olíu ef brennsluvarmi olíu er 2, M/k (ath að eðlismassi olíunnar er 0,8 /cm )? b) mörum tonnum af steinkolum ef brennsluvarmi þeirra er 1, M/k? c) Hvort eldsneytið í a) eða b) lið er havæmara með tilliti til menunar o annarra þátta? a) Samkvæmt upplýsinum á bls 11 er: 1 Wh 1W 1klst 1 00s 1Wh 00 s Marföldunarforskeytið ía, G, jafnildir 10 9 (19 10 9 )Wh, 10 /Wh,092 10 1 sem fóru til upphitunar húsa 199 1,092 10 1,8 10 k 2, 10 / k Eðlismassi olíunnar er 0,8 /cm eða 80 /1000 cm 0,8k/L o til að fá þetta út í lítrum verður þetta svona: 1,8 10 k 2,0 10 L 0,8k / L 1,092 10 b) 2, 10 k 1, 10 / k c) Sótmyndun o þar með reykmyndun er minni af olíunni 9 Hversu mikið munu 20 L af vatni hitna með brennslu 20 af eftirfarandi efnum ef ekki er ert ráð fyrir varmatapi: a) bútanas (brennsluvarmi,8 10 /k,8 10 /,8 10 / 20 b) spritt, etanól (brennsluvarmi 2, 10 /k 2, 10 / c) vetni (brennsluvarmi 120,1 10 /k 120,1 10 / a),8 10 /k,8 10 /,8 10 / 20 9,1 10 Q 9, 10 11,8 K 11K c m,18 / K 2 10 b) 2, 10 /k 2, 10 / 2, 10 / 20,0 10 Q,0 10,1 K K c m,18 / K 2 10 c) 120,1 10 /k 120,1 10 / 120,1 10 / 20 2, 10 Q 2, 10 28, K 29 K c m,18 / K 2 10 8
9