NATIONALE SCHEIKUNDEOLYMPIADE

Transcriptie

1 ATIALE SEIKUDELYMPIADE RRETIEMDEL RRDE (de week van) wensdag 0 april 005 Deze vrrnde bestaat uit 5 vragen verdeeld ver 6 pgaven De maximumscre vr dit werk bedraagt 00 punten (geen bnuspunten) Bij elke pgave is het aantal punten vermeld dat juiste antwrden p de vragen plevert Bij de crrectie van het werk met bijgaand antwrdmdel wrden gebruikt. Daarnaast gelden de algemene regels, zals die bij de crrectievrschriften vr het SE wrden verstrekt.

2 pgave plaadbare batterij ttaal punten maximaal 4 punten et juiste antwrd kan p verschillende manieren zijn gefrmuleerd, bijvrbeeld: RT pluspl: = ln met F = 0,490 f bij 5 : = 0,490 0,059 lg [ ] [ ] en RT minpl: = ln met F = 0,809 f bij 5 : = 0,809 0,059 lg [ ] [ ] in de nernstvergelijking van de pluspl 0,490 en in die van de minpl 0,809 pgenmen in beide nernstvergelijkingen alleen [ ] na de lgaritme pgenmen met een expnent die gelijk is aan het aantal elektrnen dat in de factr vr de lgaritme in de nemer staat in beide nernstvergelijkingen het juiste plus- en minteken vr de lgaritmeterm Wanneer in een verigens juist antwrd de plus- en minpl zijn verwisseld, dan 3 punten tekennen. maximaal punten d(s) i()(s) (l) i() (s) d() (s) juiste frmules links en rechts juiste cëfficiënten en juiste testandsaanduidingen Wanneer in de plen zijn verwisseld, met hier de mgekeerde reactie gegeven wrden. Bij een reactievergelijking met evenwichtspijl, dient deze van links naar rechts te wrden gelezen. r de mgekeerde reactie slechts een punt tekennen. 3 maximaal punten brn = 0,059/n lg Q; hierin is de cncentratiebreuk Q = brn = = = 0,490 ( 0,809) =,99 4 maximaal 4 punten 700 mah = 0,700 A 3600 s = 50,0 50,0 = 0,06 ml elektrnen ml 0,06 = 0,03 ml d g 0,03 ml d,4 =,47 g d ml atinale Scheikunde lympiade 005 rrnde Antwrdmdel

3 pgave Klstfdatering ttaal 4 punten 5 maximaal 4 punten Stel de 4 / -verhuding in levende systemen gelijk aan en dezelfde verhuding gevnden in een mnster afkmstig van een systeem dat t jaren geleden stierf aan. Dan geldt de vlgende betrekking: λt 4 = e ; hierin is λ (ln / t ½ ) de vervalcnstante vr ln t t = = ln λ ln ln 0, j =,5 0 4 j ln 6 maximaal punten 4 4 β massagetallen van de kernen vr en na de pijl beide gelijk aan 4 juist symbl vr de ntstane kern en β na de pijl 7 maximaal punten 4 4 ntie dat p de plaats waar het -atm zat nu een -atm kmt ntie dat (dr het uitstten van een negatief geladen deeltje) het mlecuul een pluslading krijgt Wanneer slechts is geantwrd: "De chemische eigenschappen van het mlecuul veranderen." dan punt tekennen. 8 maximaal 6 punten Ttaal klstf in menselijk lichaam: 75 kg 0,85 = 3,9 kg De ttale radiactiviteit R = 0,77 Bq/g 3,9 kg = 3,8 0 3 Bq 4 De heveelheid aanwezig kan geschat wrden m.b.v. de ttale radiactiviteit: d = λ = 3,8 0 3 dt 0,693 λ = ,5 = 3,83 0 = 3,8 0 3, ,9 0 4 atmen is = 9,9 0 4 atmen 9, ,0 0 3 =,6 0 9 ml (,6 nml) atinale Scheikundelympiade 005 rrnde Antwrdmdel 3

4 pgave 3 Extractie beter met kleine beetjes ttaal 5 punten 9 maximaal 5 punten Als je begint met een heveelheid W S in plsmiddel, verdeelt deze zich bij extractie ver de twee lagen: W = ( S ) ( S ) mdat D = ( ) s : W = ( S ) D( S ) = (D )( S ) ( s ) a verwijderen van plsmiddel is de restheveelheid S in plsmiddel : W = ( S ) = W D erhalen van de extractie met een verse heveelheid plsmiddel verdeelt de heveelheid W S p gelijke wijze. a verwijderen van plsmiddel is de restheveelheid S in plsmiddel : W = ( S ) = W D = W D enz. Dus na n extracties met een verse heveelheid plsmiddel is de restheveelheid S in plsmiddel : n W n = W D 0 maximaal 6 punten a) De restfractie S na extractie met 00 ml chlrfrm: W = W 50 f = = 0,35 3, et percentage geëxtraheerd S is 00 3,5 = 86,5% b) De restfractie S na 4 extracties met telkens 5 ml chlrfrm is dan: W4 4 = W 4 50 f = = 0,0 3, 5 50 et percentage geëxtraheerd S is 00, = 97,8% (Dit resultaat geeft aan dat peenvlgende extracties met kleinere heveelheden extractiemiddel effectiever is dan een extractie ineens met de ttale heveelheid extractiemiddel.) maximaal 4 punten n 00,0 0,0 =, 5,0 00, 0 0,0 = 0,469 n lg 0,0 n = = 3,9 lg 0,469 er zijn dus 4 extracties ndig. atinale Scheikundelympiade 005 rrnde Antwrdmdel 4

5 pgave 4 Afkicken ttaal 5 punten maximaal 3 punten niet-bindend paar p met drie bindingen minlading p juiste plaats 3 maximaal 4 punten I II Per juiste structuurfrmule (I en II) (reactie heft niet gegeven te wrden) (II is de gede weg naar methadn) 4 maximaal 4 punten MgBr 3 3 BrMg 3 3 additie aan nitril ethylgrep aan en MgBr aan 5 maximaal 4 punten et -atm met de dimethylamingrep is asymmetrisch: er zijn dus twee spiegelbeeldismeren met evenveel vrmingskans. et verkregen prduct is dus een racemisch mengsel. Gewnlijk is slechts een van de ptische ismeren bilgisch actief. atinale Scheikundelympiade 005 rrnde Antwrdmdel 5

6 pgave 5 Listig met intensiteit ttaal punten 6 maximaal 6 punten et fragmentin Sil geeft zeven lijnen: piek massa deeltje deeltje M 98 8 Si 35 l M 99 9 Si 35 l M 00 8 Si 35 l 37 l 30 Si 35 l M Si 35 l 37 l M Si 37 l 30 Si 35 l 37 l M Si 37 l M Si 37 l ntie dat elke sm van de istpmassa's een lijn plevert ntie dat smmige cmbinaties van istpmassa's dezelfde sm plevert per drie istpcmbinaties (in ttaal 9 cmbinaties) juiste aantal lijnen 7 maximaal 6 punten De verwachte pieken en de bijbehrende waarschijnlijkheid m/z deeltje waarschijnlijkheid 45 0 B 35 l 0,99 0,7577 = 0,5 46 B 35 l 0,80 0,7577 = 0, B 37 l 0,99 0,43 = 0, B 37 l 0,80 0,43 = 0,94 De basispiek heeft dus een nminale massa M = 46 en de relatieve intensiteiten zijn: M = 45 (0,5 / 0,607) 00 = 4,9% M = 46 00% M = 47 (0,048 / 0,607) 00 = 7,9% M = 48 (0,94 / 0,607) 00 = 3,0% cnclusie: juiste antwrd is. 8 maximaal 4 punten m( ) = 4,0 = 8,0 m( ) =,0 6,00 = 8,0 m = 0,0 en nminale massa m = 8 m 8 R = = = m 0,0 9 maximaal 6 punten et in geeft: M: 4 4 = (0,99634) = 0,997 M : = (0, ,00366) = 0,0079 (M )/M = 0,0079/0,997 = 0,00735 f 0,735% et in geeft: M: 6 = 0,9889 0,9976 = 0,9865 M : = (0,9889 0,00038) (0,0 0,9976) = 0,0 (M )/M = 0,0/0,9865 = 0,0 f,% atinale Scheikundelympiade 005 rrnde Antwrdmdel 6

7 pgave 6 yln ttaal punten 0 maximaal punten 4 4 e maximaal 6 punten In alle grensstructuren (per radicaalin heven er slechts twee getekend) atmen p dezelfde plaats enkele en dubbele bindingen juist geplaatst niet-bindende elektrnenparen en ngepaard elektrn p juiste plaats lading p juiste atm maximaal 4 punten juiste radicaalanin reactie met reactie tussen prpaannitrilradicalen 3 maximaal 4 punten ( ) 4 4 ( ) 6 hexaandinitril links en,6-hexaandiamine rechts waterstf links juiste cëfficiënt 4 maximaal punten peptide f amide 5 maximaal 4 punten l ( ) 4 l l ( ) 4 l ( ) 4 ( ) 6 l ( ) 4 ( ) 6 l l ( ) 4 l ( ) 4 ( ) 6 ( ) 6 l inisatie-evenwicht elektrfiele aanval deprtnering (en vrming l) l atinale Scheikundelympiade 005 rrnde Antwrdmdel 7