กา ดับชาติ ครั้งที่ ณ ค คโนโลยี...

ณ ค

วัน

กา

ณะวิทย

นศุกรที่ 4

ารแขงขั

าศาสตร

4 พฤษภ

ันเคมีโอ

ร มหาวิท

าคม – วั

โจท

ลิมปกระ

ทยาลัยเท

วันอังคาร

ทยตัวอย

ะดับชาติ

ทคโนโลยี

รที่ 8 พฤ

ยาง

ต ิ คร้ังที่

ยีพระจอ

ฤษภาคม

ที่ 8

อมเกลาธ

ม พ.ศ. 25

1

ธนบุรี

555

2

โจทยขอท่ี 1

การเกิดสารเชงิซอนเปนกระบวนการที่เกิดเปนขั้นๆ และมีคาคงที่สมดุลการเกิดสารเชิงซอนของแตละขั้น

ถาสมดุลการเกิดสารเชิงซอนระหวาง M2+ และ I− ได MI+ และ MI2 เปนผลิตภัณฑ และมีคาคงที่สมดุลของแตละขั้นเทากบั 190 และ 44 ตามลําดับ

เมื่อผสมสารละลาย M2+ เขมขน 0.00025 mol/L และสารละลาย I− เขมขน 0.0100 mol/L รอยละของ M2+, MI+ และ MI2 ที่สมดลุเปนเทาใด


นักเรียนคนหนึ่งเตรียมสารละลายมาตรฐานของสาร B ที่มีความเขมขน 0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04 และ 0.05 mmol/L และนําสารละลายทั้ง 6 ความเขมขนไปวัดคา Absorbance ดวยเครื่องสเปกโทรโฟโทมิเตอร ที่ความยาวคลื่น 318 นาโนเมตร ขอมูลที่ไดจากการทดลองแสดงดังตารางตอไปนี้

ความเขมขนของสาร B (mmol/L)

คา Absorbance

0 0 0.01 0.18 0.02 0.37 0.03 0.55 0.04 0.72 0.05 0.91

2.1 ถากําหนดใหความกวางของเซลลที่เปนภาชนะบรรจุสารละลายมาตรฐาน B เทากับ 1 cm จงคํานวณหา

คาโมลารแอบซอบติวิตี (ε) 2.2 เมื่อนักเรียนไดรับของแข็งตัวอยางซึ่งมีสาร B เปนองคประกอบจึงเตรียมเปนสารละลายโดยชั่งของแข็ง ตัวอยางหนัก 0.0500 กรัม ละลายน้ํา และปรับปริมาตรดวยน้ําไดสารละลายตัวอยาง 100 mL ตอมาทํา การเจือจาง 100 เทา และนําไปวดัคา Absorbance ดวยเครื่องสเปกโทรโฟโทมิเตอร เครื่องอานคาAbsorbanceไดเทากับ 0.42 จงคํานวณรอยละโดยมวลของสารBในของแข็งตัวอยาง กําหนดใหมวลตอโมล (Molar mass) ของสาร B เทากับ 60 g/mol โจทยขอท่ี 3

CsCl มีโครงสรางผลึกเปนรูปลูกบาศกอยางงาย (simple cubic) ถารัศมีไอออนของ Cs+ และ Cl- เทากับ 167 และ 181 pm ตามลําดบั 3.1 เลขโคออรดิเนชันของ Cs+ และ Cl- เปนเทาใด 3.2 จงคํานวณหาความหนาแนนของ CsCl

3


ถาไอโซโทป Li63 เกิดปฏิกิริยาหลอมตัว(fusion) กลายเปน C12

6 ดังสมการ

CLiLi 126

63

63 →+

ปฏิกิริยานี้จะดดูหรือคายพลังงานเทาใดในหนวย MeV (ลานอิเล็กตรอนโวลต) และในหนวย kJ/mol (ของ

C126 ที่เกิดขึ้น)

กําหนดให มวลของไอโซโทป Li63 = 6.015126 (amu) และมวล 1 amu เทียบเทากับพลังงาน 931 MeV


ไอโซโทป 206Tl สลายตัวไปเปน 206Pb โดยมีคร่ึงชีวิต 4.20 นาที ถาเริ่มดวย 206Tl 5.00 x 1022 อะตอม

ทิ้งไว 42 นาทีจะเหลือ 206Tl กี่อะตอม


ปฏิกิริยาการสลายตัวของธาตุ A เปนดังสมการดานลาง 6.1 จงเขียนสญัลักษณของธาตุ A-D พรอมระบุเลขมวลและเลขอะตอม 6.2 ธาตุ D สลายตัวกลายเปน Hg210

80 พรอมกับปลดปลอยรังสีหรืออนุภาคใด 6.3 จงเขียนสญัลักษณไอโซโทปของธาตุ A มา 2 ไอโซโทป พรอมระบุเลขมวลและเลขอะตอม (ไอโซโทป

ที่ตอบไมจําเปนตองเสถียรหรือมีอยูจริงในธรรมชาติ)


คํานวณการเปลี่ยนแปลงเอนทัลป (kJ/mol) ของปฏิกิริยาตอไปนี ้

C2H4(g) + H2(g) ⎯→ C2H6(g)

กําหนดพลังงานพันธะตอไปนี้ H-H = 436 kJ/mol C-H = 414 kJ/mol C-C = 347 kJ/mol C=C = 620 kJ/mol

4


ระบุรูปรางโมเลกุลหรือไอออนตอไปนี ้

CCl3+ SF4 PCl4

+ BrF5


เขียนโครงสรางของสารประกอบเชิงซอนระหวาง Pb2+ กบั 4-(2-pyridylazo)resorcinol

N

N

N OH

HO

4-(2-pyridylazo)resorcinol


สารละลาย 6 ชนิด ทําปฏิกิริยากับรีเอเจนต ที่กําหนดในตาราง จะเกดิการเปลี่ยนแปลงอยางไร

สารละลาย รีเอเจนต การเปลี่ยนแปลง K2CrO4 สารละลายกรด HCl K2S2O8 สารละลาย KI CuSO4 ผง Zn Fe(NO3)3 สารละลาย KSCN Hg2(NO3)2 สารละลายกรด HCl Pb(NO3)2 H2S


เมื่อทําอิเล็กโตรลิซิสโซเดียมคลอไรดหลอมเหลว โดยใช Pt เปนอิเล็กโทรด พบวามแีกส Cl2 เกิดขึ้นที่

แอโนด

11.1 จงเขียนปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่แอโนด และแคโทด

5

11.2 ถาผานกระแสไฟฟาลงไป 50.0 แอมแปร เปนเวลา 1 ช่ัวโมง จะมแีกส Cl2 เกิดขึ้นกี่ลิตรที่ STP


กําหนด Fe3++ e- Fe2+ Eo = 0.77V O2 + 4H+ + 4e- 2H2O Eo = 1.23 V

12.1 คํานวณคา ΔG0และ คาคงที่สมดุล (K)ของการออกซิไดส Fe2+ ดวยออกซิเจนในภาวะที่เปนกรดที ่25oC

12.2 ปฏิกิริยาออกซิเดชันในขอ 12.1 เกิดไดเองหรือไม พรอมใหเหตุผลประกอบ


จากเซลลตอไปนี้

Ag KNO3 Ag

AgI(sat.mol/L) AgNO3(0.1 mol/L)

ที่อุณหภูมิ 298Kความดัน 1.00 atm ศักยไฟฟาของเซลลมีคาเปน 0.417 V (sat.หมายถึงสารละลายอิ่มตัวของ AgIในน้ําที่อุณหภมูิ 298Kความดัน 1.00 atm) 13.1 จงเขียนสมการแสดงปฏิกิริยาของเซลล 13.2 จงเขียนแผนภาพของเซลล 13.3 สารละลายอิ่มตัวของ AgI มีความเขมขนเทาใด 13.4 คา Kspของ AgI เปนเทาใด 13.5 คา ΔG ของเซลล ที่อุณหภูมิ 25oC ความดัน 1.00 atm เปนกี่ kJ/mol โจทยขอท่ี 14

สารชนิดหนึ่งมีมวลโมเลกุล = 46 มีจุดเดือด 70oC ที่ความดัน = 541.4 mmHg จงหาจุดเดือดของสารนี้ที่

ความดันบรรยากาศปกต ิ

6

กําหนดใหสารนี้มีความรอนแฝงของการเกิดไอในชวงอุณหภูมิ 30 - 100oC มีคาคงที่ = 865 J/g


กําหนดปฏิกิริยา

A + B 2D

ถาพลังงานกระตุนสําหรับปฏิกิริยาไปขางหนาเปน 37.1 kJ/mol และพลังงานกระตุนสําหรับปฏิกิริยา

ยอนกลับเปน 45.4 kJ/mol สมมุติวา Arrhenius frequency factor (A) สําหรับปฏิกิริยาไปขางหนาและ

ปฏิกิริยายอนกลับมีคาเทากัน จงหาคาคงทีส่มดุลและเอนทัลปของปฏิกิริยานี้ที่ 300 K และจงบอกวาเปน

ปฏิกิริยาคายความรอนหรือดูดความรอน

โจทยขอท่ี 16 Use the Merryfield solid phase method or protecting group method to synthesize 2 dipeptides, Phe-Ala and Ala-Phe. โจทยขอท่ี 17 Write a mechanism for the formation of α-D-ribofuranose from D-ribose. โจทยขอท่ี 18 Write a mechanism for the hydrolysis of sucrose to glucose and fructose.


Write the structure of the product from a cross-coupling reaction between an aryl iodide and

an amine indicating below.

IR1

+ HNR2

R3

Palladium catalyst

THF, Δ


แอมโมเนียมเมตาวานาเดท (ammonium metavanadate, NH4VO3) เปนสารประกอบชนิดหนึ่งของ วานาเดียมซึ่งวานาเดยีมในสารประกอบนีม้ีคาเลขออกซิเดชันเปน +5 และเมื่อทําปฏกิิริยากับรีดวิซิงเอเจนต

7

ที่เหมาะสมจะไดสารประกอบของวานาเดยีมที่มีเลขออกซิเดชันตั้งแต +4, +3 และ +2 ซ่ึงมีสีของสารละลายแตกตางกัน จากสารเคมีและวิธีการทดลองที่กําหนดใหดานลาง ใหทําการทดลองโดยใชหลอดทดลอง สารเคมี

1. สารละลายแอมโมเนียมเมตาวานาเดท (ammonium metavanadate, NH4VO3) เขมขน 0.07 mol/L 2. สารละลายกรดซัลฟวริก (sulfuric acid, H2SO4) เขมขน 1 mol/L 3. ผงโซเดียมซัลไฟท (sodium sulfite, Na2SO3) จํานวน 2 กรัม 4. ผงสังกะสี (Zn powder) จํานวน 0.5 กรัม 5. ผงทองแดง (Cu powder) จํานวน 0.5 กรัม 6. สารละลายโพแทสเซียมไอโอไดด (potassium iodide, KI) ความเขมขน 0.1 mol/L 7. สารละลายของไอออน Fe3+ เขมขน 0.1 mol/L 8. สารละลายของไอออน Fe2+ เขมขน 0.1 mol/L วิธีการทดลอง หลอดที่ 1 ผสมสารละลาย NH4VO3 5 mL กับ Na2SO3 หนักประมาณ 0.1 กรัมนําไปตมในอางน้ํารอนจนกระทั่งไมม ี SO2 เหลืออยูโดยการทดสอบดวยกระดาษ congo red ที่ช้ืนกระดาษจะไมเปลี่ยนสี สังเกตและจดบันทึก หลอดที่ 2 เทสารละลายที่เตรียมไดจากหลอดที่ 1 1 mL (ประมาณ 20 หยด) ลงในหลอดแกวทดสอบเติมสารละลาย KI 1 mL ลงไปผสมใหเขากันสังเกตและจดบันทึก หลอดที่ 3 ผสมสารละลาย NH4VO3 1 mL กับ สารละลาย KI 1 mL ใหเขากันสังเกตและ จดบันทึก หลอดที่ 4 นําสารละลาย NH4VO3 5 mL มาเติมผง Zn ประมาณ 0.5 กรัมอุนและเขยาหลอดแกวทดสอบจนกระทั่งไมมีการเปลี่ยนแปลงเกดิขึ้นอีกสังเกตการเปลี่ยนแปลงตั้งแตเร่ิมตนจนสิ้นสุดและจดบันทึก หลอดที่ 5 นําสารละลาย NH4VO3 1 mL มาเติมผง Cu ประมาณ 0.5 กรัมอุนและเขยาหลอดแกวทดสอบจนกระทั่งไมมีการเปลี่ยนแปลงเกดิขึ้นอีกสังเกตการณเปลี่ยนแปลงตั้งแตเร่ิมตนจนสิ้นสุดและจดบันทกึ หลอดที่ 6 เทสารละลายที่เตรียมไดจากหลอดที่ 4 จํานวน 1 mL ลงในหลอดแกวทดสอบเติมสารละลาย NH4VO3 1 mL ลงไปผสมใหเขากันสังเกตและจดบันทึก หลอดที่ 7 เทสารละลายที่เตรียมไดจากหลอดที่ 1 1 mL ลงในหลอดแกวทดสอบเติมสารละลายที่เตรียมไดจากหลอดที่ 4 จํานวน 2 mL ลงไปผสมใหเขากันสังเกตและจดบนัทึก หลอดที่ 8 เทสารละลายที่เตรียมไดจากหลอดที่ 1 จาํนวน 1 mL ลงในหลอดแกวทดสอบเตมิสารละลาย Fe3+ 1 mL ลงไปผสมใหเขากนัสังเกตและจดบันทึก

8

หลอดที่ 9 ผสมสารละลาย NH4VO3 1.5 mL และสารละลาย Fe2+ 1 mL ใหเขากันสังเกตและจดบันทึก จากผลการทดลองทั้ง 9 หลอดใหอธิบายการเปลี่ยนแปลงเลขออกซิเดชันของวานาเดียม โจทยขอท่ี 21

การวิเคราะหหาปริมาณทองแดงสามารถทําไดดวยวิธีตกตะกอนหรือวิธีไทเทรต สําหรับวิธีตกตะกอนทําโดยนําทองแดงตัวอยางละลายในกรดไนตริกเพื่อเปล่ียนทองแดงใหเปน Cu2+เมื่อทําการปรับสภาพของสารละลายใหเหมาะสม และเปลี่ยน Cu2+ ใหอยูในรูป Cu+ แลวแยกออกมาในรูปตะกอน CuSCN สวนการหาปริมาณทองแดง ดวยการไทเทรตทําไดโดยการนําสารละลายทองแดง (Cu2+) ซ่ึงไดจากการ ละลายทองแดงมาไทเทรตกับสารละลายมาตรฐาน EDTA และใช Murexide เปนอินดิเคเตอร จากสารเคมีและวิธีการทดลองที่กําหนดใหดานลางนี้ ใหทําการทดลองเพื่อหาปริมาณทองแดงในลวดทองแดง สารเคมี

1. สารสารละลายมาตรฐาน EDTA ความเขมขน 0.01xx mol/L 2. สารละลายบัฟเฟอร NH3/NH4Cl pH 10

3. กรดไนตรกิเขมขน (Conc. HNO3) 4. กรดซัลฟวริกเขมขน (Conc. H2SO4) 5. สารละลาย NH4SCN ความเขมขน 10 % w/v 6. สารละลาย NaHSO3ความเขมขน 5% w/v

7. สารละลาย NaOH ความเขมขน 6 mol/L 8. Ethyl alcohol ความเขมขน 20 % v/v

9. Murexide 0.2 % w/w ประกอบดวย Murexide 0.01 กรัม และ NaCl 5 กรัม บดใหเขากันไมตองละลายน้ําและใชงานในรูปของแข็ง

10. สารละลายลางตะกอน (NH4SCN+ NaHSO3) ประกอบดวย NH4SCN จํานวน 1 กรัมและ NaHSO3 จํานวน 0.1 กรัมละลายในน้ํา 1 L

ตอนที่ 1 การหาปริมาณทองแดงดวยการตกตะกอน

1. ช่ังลวดทองแดงน้ําหนกัแนนอนใหมีคาอยูระหวาง 0.4-0.5 กรัม (ทศนยิม 4 ตําแหนง) 2. นําลวดทองแดงมาละลายดวยกรดไนตริกเขมขน ปริมาตร 10 mL ในบีกเกอรขนาด 100 mL จะ

เกิดไอสีน้ําตาลของแกส NO2 ซ่ึงเปนพิษ จึงควรทําการทดลองในตูควัน เมื่อลวดทองแดงละลายหมดเติมน้ํากลั่นปริมาตร 50 mL

9

3. นําสารละลายในขอ 2 ใหความรอนเพื่อไลกรดไนตริก จนสารละลายตัวอยางเหลือประมาณ 5 mL และเติมน้ํากลั่นปริมาตร 25 mL

4. นําสารละลายปรับสภาพใหเปนกลาง โดยคอย ๆ เติม NaOH ความเขมขน 6 mol/L และคนสารละลายจนมีตะกอนเกิดขึน้ตรวจสอบดวยกระดาษลิตมัส

5. เติม H2SO4 เขมขน ปริมาตร 1 mL น้ํากลั่น 50 mL และสารละลาย NaHSO3 5% w/v

ปริมาตร 15 mL ตามลําดับ ลงในสารละลายขอ 4 แลวใหความรอนจนสารละลายเกือบเดือด ถาสารละลายยังมีสีฟาอยูใหเติม NaHSO3อีกเล็กนอย

6. เติมสารละลาย NH4SCN 10 % w/v ปริมาตร 10 mL ชาๆ ลงในสารละลายในขอ 5 ขณะรอน พรอมทั้งคน ตั้งทิ้งไวเพื่อใหเกิดตะกอนสมบูรณ

7. กรองตะกอนผานเบาซินเทอรกลาส (sintered glass crucible) ที่อบแหง และชั่งน้ําหนักแนนอนแลว (ควรเตรียมลวงหนาใหพรอมใชงาน)โดยใชชุดกรองแบบ suction

8. ลางตะกอนดวยสารละลายสําหรับลางตะกอน (NH4SCN + NaHSO3) ปริมาตร 20 mL และตามดวยสารละลาย ethyl alcohol 20 % v/v ปริมาตร 6 mL เพื่อกําจัด NH4SCN ที่ติดมากับตะกอน

9. อบตะกอนที่ 110 องศาเซลเซียส เปนเวลา 1 ช่ัวโมง ในตูอบ 10. ทําการทดลองตามขอ 1-9 ซํ้าอีก 2 คร้ัง 11. คํานวณหาปริมาณทองแดงในตัวอยางในหนวยรอยละโดยน้ําหนัก

ตอนที่ 2 การหาปริมาณทองแดงโดยการไทเทรตกับอีดีทีเอ

1. ช่ังลวดทองแดงน้ําหนกัแนนอนใหมีคาอยูระหวาง 0.15-0.20 กรัม (ทศนิยม 4 ตําแหนง) 2. นําลวดทองแดงมาละลายดวยกรดไนตริกเขมขน ปริมาตร 5 mL เมื่อลวดทองแดงละลายหมด เจือจางดวยน้ํากลั่นในขวดกําหนดปริมาตร ขนาด 250 mL 3. ปเปตสารละลายตัวอยางปรมิาตร 10.00 mL ลงในขวดรูปชมพูขนาด 250 mL และเติมน้ํากลั่น

30 mL 4. เติมสารละลายบัฟเฟอร pH 10 ปริมาตร 10 mL และ Murexide 0.2 %w/w ประมาณ 0.2 กรัม ไดสารละลาย สีเหลือง

5. นําสารละลายในขอ 4 ไทเทรตกับสารละลายมาตรฐาน EDTA จนถึงจุดยุติสารละลายเปลี่ยนจากสีเหลืองเปนสีมวง

6. ทําการทดลองตามขอ 3-5 ซํ้าอีก 2 คร้ัง 7. คํานวณหาปรมิาณทองแดงในตัวอยางในหนวยรอยละโดยน้ําหนัก

กา ดับชาติ ครั้งที่ ณ ค คโนโลยี...

Documents

Transcript of กา ดับชาติ ครั้งที่ ณ ค คโนโลยี...