Gasskromatografi av sykloheksen, heks-1-en og syklopentan
Lov på eksamen
- Skrivesaker og linjal
- Vedlegg i oppgavesettet
Ingen kalkulator eller digitale verktøy. Vedleggene i oppgavesettet kan brukes på begge deler.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
En væskeblanding består av forbindelsene sykloheksen, heks-1-en og syklopentan, se figur 1. For å bestemme de relative mengdene av de ulike forbindelsene skal det gjøres en analyse av blandingen med en gasskromatograf. Stoffene blir varmet opp.
Forklar hvilken av forbindelsene i blandingen som får lengst retensjonstid. Lag også en skisse av kromatogrammet.
Pek på utfordringer som kan oppstå om hydrogen brukes som bæregass i analysen i stedet for helium.
Fasit
Sykloheksen får lengst retensjonstid fordi den har sterkest londonkrefter og høyest kokepunkt (). Toppene kommer i rekkefølgen syklopentan, heks-1-en, sykloheksen.
Hydrogen er brennbart og kan gi eksplosiv blanding med luft, og hydrogen kan addere til dobbeltbindingene i sykloheksen og heks-1-en slik at prøven endres.
LøsningsforslagKI-generert
Alle tre forbindelsene er upolare hydrokarboner. Mellom molekylene virker bare londonkrefter. Jo sterkere londonkrefter, desto høyere kokepunkt. Et stoff med sterke londonkrefter holdes også lenger igjen i den stasjonære fasen i kolonnen. Vi antar en vanlig upolar kolonne, der stoffene skilles etter kokepunkt.
Vedlegget gir kokepunkt for sykloheksen, for heks-1-en og for syklopentan. Syklopentan har bare fem karbonatomer og er det minste molekylet. Det har derfor svakest londonkrefter og lavest kokepunkt.
Sykloheksen og heks-1-en har begge seks karbonatomer. Ringen i sykloheksen er kompakt og stiv. Molekylene kan da ligge tett inntil hverandre, og londonkreftene blir sterkere enn i den kjedeformede heks-1-en.
Sykloheksen har høyest kokepunkt og får lengst retensjonstid.

Høydene på toppene er tilfeldig valgt, fordi vi ikke kjenner de relative mengdene. Arealet under en topp er et mål på mengden av stoffet.
Hydrogen er en brennbar gass. Blandet med luft kan den gi en eksplosiv blanding. Lekkasje ved høy temperatur i instrumentet gir derfor brann- og eksplosjonsfare. Helium er en edelgass og reagerer ikke.
Hydrogen kan også reagere med stoffene som analyseres. Sykloheksen og heks-1-en har en dobbeltbinding mellom to karbonatomer. Ved høy temperatur, særlig hvis metallflater i kolonnen eller detektoren virker som katalysator, kan hydrogen addere til dobbeltbindingen. Sykloheksen blir da til sykloheksan, og heks-1-en blir til heksan:
Sammensetningen av prøven endres under analysen. Toppene for alkenene blir mindre, og det kan komme nye topper. De relative mengdene vi beregner, blir da feil. Syklopentan har ingen dobbeltbinding og påvirkes ikke.
Vedlegg
Vedleggene i oppgavesettet til Kjemi 2 V2023. De kunne brukes på hele eksamen, også del 1 (om hjelpemidlene).
Åpne på egen side: Tabeller og formler i kjemi