A7 Malliratkaisut

Perustehtävät

A1
m = 1000 g
M(NaCl) = 58,5 [[$ \frac{\text{g}}{\text{mol}} $]]

[[$ n = \frac{m}{M} = \frac{1000 \, \text{g}}{ 58{,}5 \frac{\text{g}}{\text{mol}}} \approx 17{,}1 \, \text{mol} $]]

A2
n = 1,70 mol

[[$ \begin{align*} N\text{(Cu)}&=n\cdot N_A=1,70 \, \text{mol} \cdot 6,022\cdot 10^{23} \frac{\text{kpl}}{\text{mol}}\\ &=1,023...\cdot 10^{24} \, \text{kpl} \approx 1,02 \cdot 10^{24} \, \text{kpl} \end{align*} $]]

A3
[[$ \begin{align*} n = \frac{N}{N_A} &= \frac{1,4 \cdot 10^{23}\,\text{kpl}}{6,022\cdot 10^{23}\frac{\text{kpl}}{\text{mol}}}\\ &=0,232... \,\text{mol} \approx0,23 \,\text{mol} \end{align*} $]]

A4

176,12 [[$ \frac{\text{g}}{\text{mol}} $]]
2,3 · 10^-4mol
Lasketaan ensin ainemäärä (1,7 · 10^-4mol eli 0,00017 mol), joka sijoitetaan kaavaan N = n · N_A. Tulokseksi saadaan 1,0 · 10²⁰ kpl molekyylejä.
Puutostilasta voit lukea esim. tästä. Siirtomaihin seilatuilla aluksilla ravinto ja vitamiinit olivat pitkien matkojen vuoksi monesti loppu. Sen seurauksena syntyi C-vitamiinin puutostila, joka johtaa pahimmillaan keripukkiin.

A6
Seuraavien yhdisteiden moolimassat (neljän merkitsevän numeron tarkkuudella):

M(NaCO₃) = 83,00 g/mol
M(K₂Cr₂O₇) = 294,2 g/mol
M(Al(OH)₃) = 78,00 g/mol
M((NH₄)₂HPO₄) = 132,1 g/mol
M(C₆H₅NH₂) = 93,13 g/mol

Tällaisten tehtävien vastausten tarkistamiseen voi hyödyntää myös WolframAlpha-palvelua.

A9
Rautamalmin kemiallinen kaava on Fe₂O₃, rauta(III)oksidi.

Tähän merkintätapaan palataan 2. ja 3. kursseilla hapetuslukujen yhteydessä.

Näin ollen yhdessä molekyylissä rautaoksidia on kaksi rauta-atomia eli edelleen yhdessä moolissa rautaoksidia on kaksi moolia rauta-atomeja. Taulukosta voidaan hakea tieto, että raudan ja hapen suhteelliset atomimassa ovat: Fe 55,85 ja O 16,00. Rautaoksidin suhteellinen molekyylimassa on näin ollen noin 160. Siis yksi mooli rautaoksidia painaa 160 g.

Yhdessä moolissa rautaoksidia on kaksi moolia rautaa. Tästä voidaan päätellä, että 160 g rautaoksidia (Fe₂O₃) saadaan 2 x 55,85 g rautaa (Fe) eli 111,70 g.

Alunperin rautamalmia oli 1,0 kg, joten raudan määrä voidaan laskea kaavalla:

[[$ \frac {112 \cdot 1000 \text{ g}}{160} = 700 \text { g} $]] eli rautaa on noin 700 grammaa (kahden numeron tarkkuudella).

A12

CH₄ + 2 O₂ [[$ \rightarrow $]] CO₂ + 2 H₂O
2 H₂ + O₂ [[$ \rightarrow $]] 2 H₂O
2 H₂S + 3 O₂ [[$ \rightarrow $]] 2 SO₂ + 2 H₂O

A13

2 CH₄ + S₈[[$ \rightarrow $]] 2 CS₂ + 4 H₂S
2 C₇H₅N₃O₆ [[$ \rightarrow $]] 12 CO + 5 H₂ + 3 N₂ + 2 C
C₂H₅OH + 3 O₂ [[$ \rightarrow $]] 2 CO₂ + 3 H₂O

A16
500 ml:ssa 0,250-molaarista K₂Cr₂O₇-liuosta on kaliumdikromaattia
[[$ n(\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7) = c(\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7) \cdot V(\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7) = 0,250 \thinspace \frac{\text{mol}}{\text{l}} \cdot 0{,}500 \thinspace \text{l} = 0{,}1250 \thinspace \text{mol} $]].

Kaliumdikromaatin moolimassa on
[[$ M(\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7) = 2 \cdot 39{,}10 \frac{\text{g}}{\text{mol}} + 2 \cdot 52{,}00 \frac{\text{g}}{\text{mol}} + 7 \cdot 16{,}00 \frac{\text{g}}{\text{mol}} = 294{,}20 \frac{\text{g}}{\text{mol}} $]].

Tarvittavan kaliumdikromaatin massaksi saadaan
[[$ m (\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7) = M(\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7) \cdot n(\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7) = 294{,}20 \frac{\text{g}}{\text{mol}} \cdot 0,1250 \text{mol} \approx 36{,}78 \thinspace \text{g} $]].

A17
Lasketaan magnesiumsulfaatin moolimassa
[[$ M(\text{MgSO}_4) = 24{,}31 \frac{\text{g}}{\text{mol}} + 32{,}07 \frac{\text{g}}{\text{mol}} + 4 \cdot 16,00 \frac{\text{g}}{\text{mol}} = 120{,}38 \frac{\text{g}}{\text{mol}} $]].

0,40 g magnesiumsulfaattia tekee

[[$ \begin{align*} n(\text{MgSO}_4)&= \frac{m(\text{MgSO}_4)}{M(\text{MgSO}_4)} \\ &= \frac{0{,}40 \thinspace \text{g}}{120{,}38 \thinspace \frac{\text{g}}{\text{mol}} }\\ &= 0{,}003323 \thinspace \text{mol} \approx 0{,}0033 \thinspace \text{mol} \end{align*} $]].

A18
Kun typpihappoliuosta on 1,000 l, sen massa = tilavuus tiheys eli m = 1,000 l · 1,214 kg/l = 1,214 kg, josta m(HNO₃) = 1,214 kg / 36,0 /100 = 0,4370 kg

[[$ n(\text{HNO}_3) = \frac{437{,}0 \text{g}}{63{,}018 \frac{\text{g}}{\text{mol}}} = 6{,}9345 \thinspace \text {mol} $]]

[[$ c(\text{HNO}_3) = \frac{6{,}9345 \thinspace \text{mol}}{1{,}000 \thinspace \text{l}} = 6{,}93 \thinspace \frac{\text{mol}}{\text{l}} $]]

A19
[[$ \begin{align*} &M((\text{NH}_4)_2\text{SO}_4) = 132{,}154 \frac{\text{g}}{\text{mol}} \\ &n((\text{NH}_4)_2\text{SO}_4) = \frac{\text{m}}{\text{M}} = 0{,}04086 \thinspace \text{mol}\end{align*} $]]

Ainetta otetaan 10 % eli uudessa tilavuudessa ainemäärä on 0,004086 mol

[[$ c(\text{NH}_4^+) = \frac{\text{n}}{\text{V}} = \frac{2 \cdot 0{,}004086 \thinspace \text{mol} }{ 50 \cdot 10^{-3} \thinspace \text{l}} = 0{,}16 \thinspace \frac{\text{mol}}{\text{l}} $]]

(huom. ammoniumioneja on 2 kpl)

[[$ c(\text{SO}_4^{2-}) = 0{,}082 \thinspace \frac{\text{mol}}{\text{l}} $]]

Lisätehtävä

A20

Normiarvoista ylittyvät kolesterolia koskevat arvot. Tässä vaiheessa neuvoksi voisi olla tiettyjen kolesterolia sisältävien ruoka-aineiden käytön vähentäminen, kuten esim. kanamunat ja katkaravut.

Selityksiä: P=plasma, fP=paastoplasma, B=veri, S=seerumi, E=erytrosyytti

P-K, Kalium-pitoisuus, viitearvo 3,3-4,8 mmol/l
P-Na, natrium-pitoisuus, 137-144 mmol/l
P-Krea, kreatiinpitoisuus
fP-Gluk, glukoosi, veren sokeripitoisuus, 4-6 mmol/l
S-TSH, Tyreotropiini
S-T4E,
B-PVKT, täydellinen perusverenkuva
B-Hb/PVKT, Hemoglobiini, 117-153 g/l (naiset), 128-168 (miehet)
B-Leuk/PVKT, Leukosyytit
B-Eryt/PVKT, Erytrosyytit
B-HKR/PVKT, Hematokriitti punasolujen tilavuusosuus veressä, 35-46 % (naiset), 39-50 % (miehet)
E-MCH/PVKT, Hemoglobiini, keskimassa, 27-33 pg
E-MCV/PVKT, Erytrosyytit, keskitilavuus, 82-98 fl
E-MCHC/PVKT, Hemoglobiini, massakonsentraatio
B-Trom/PVKT, Trombosyytit, 150-360xE9/l

fP-Kol-LDL, "huono" kolesteroli, <3,0
fP-Kol, kolesteroli <5
fP-Kol-HDL, "hyvä" kolesteroli, naiset >1,1, miehet >1,0
fP-Trigly, Triglyseridit, alle 2,0 mmol/l

Ps-StraAAq,
P-CRP, C-reaktiivinen proteiini, alle 10 mg/l, (kohoaa nopeasti tulehduksissa ja bakteeritartunnoissa, maksa tuottaa)
Ps-StraVi

Lähde: Timo Reunanen, Sairaalasanasto ja laboratorioarvoa (2011)