uppgift b - eusoeuso.se/wp-content/uploads/euso-2018-uppdrag-b.pdf · 2018. 8. 13. · euso 2018...

UPPGIFT B

EUSO 2018 – Uppgift B

1/34

Uppgift B: Vingården Slovenien har ett fåtal mycket fina och relativt stora vingårdar. Dessutom så har en stor del av befolkningen på landsbygden sin egen lilla vingård där de producerar sitt eget vin. Arbetare och volontärer från hela Slovenien hjälper till med skörden på de stora vingårdarna. På de små familjeägda vingårdarna samlas familj och släkt samt nära vänner för att tillsamman arbeta med skörden av druvorna. När skörden är klar följs den av en stor skördefest med mycket mat och dryck - vin förstås.

Nina och Martin var fascinerade av resorna till vingården och därför bestämde de att anlägga en egen vingård och odla sitt eget vin. Men vinproduktion handlar dock inte bara om att odla och plocka druvor. Att driva en vingård är ett arbete som kräver året-runt skötsel. Man måste hålla ett öga på vinodlingen, t ex färgen på bladen och eventuella angrepp. Och när vinet är producerat behöver man veta hur man mäter vinets kvalitet. Hjälp Nina och Martin att hålla igång deras vingård.


2/34

Experiment 4: Små flygande organismer

Introduktion Vid det senaste besöket vid Ivans vingård upptäckte Nina och Martin att en mängd skördade druvklasar av en särskild sorts druvor var brunfärgade. De upptäckte också att små djur flög runt och kröp på druvorna. Efter överläggning kom man fram till att det var djuren som orsakade brunfärgningen av druvorna. Nina och Martin fångade några av de små flygande djuren och la dem i små rör. De numrerade rören och placerade dem i frysen. Tyvärr fanns det redan organismer i frysen från en annan undersökning, ännu värre så glömde de att skriva ner vilken organism som hamnade i respektive rör.

Material och utrustning • Stereomikroskop • Rör med olika organismer, 14 st (10+4 som kommer senare) • Provrörsställ, 1 st • Pincett, 3 st • Petriskålar, 5 st • Laboratorienålar, 2 st • Pasteurpipetter, 10 st • Bestämningsnyckel (Appendix B) • Vattenfast penna och röd markeringspenna • mm-papper och en linjal

4.1 Identifiering av organismerna Hjälp Nina och Martin att bestämma (identifiera) de okända organismerna.

Fråga 4.1.1a Använd bestämningsnyckeln (appendix B) för att identifiera organismerna som finns i 10 olika rör. Rören är numrerade 1-10. Använd ett stereomikroskop för att noga studera organismerna. För att underlätta studierna kan du öppna röret och placera organismen i Petriskålen.

❖ För in organismens latinska namn i den andra kolumnen i Tabell 4.1.1 i svarshäftet.


3/34

Fråga 4.1.1b Till vilken understam av leddjur hör varje organism från provet? (Appendix B). För in rätt bokstav i tredje kolumnen i tabellen i svarshäftet.

A Spindlar B Mångfotingar C Kräftdjur D Insekter

❖ För in bokstäverna A-D i den tredje kolumnen i tabell 4.1.1 i svarshäftet.

Fråga 4.1.2 Trots er hjälp kommer Nina och Martin fortfarande inte ihåg hur de små insekterna som de fångade i vingården såg ut. Därför bad de Ivan att skicka ytterligare ett prov. Provet skickades av Ivan i ett rör som märkts X.

Kalla på handledaren och fråga efter ett prov märkt X. Använd bestämningsnyckeln (Appendix B) för att bestämma individerna i rören med ett djur i varje. För in de latinska namnen för organismerna i svarshäftet.

Använd en nål och pressa bakkroppen (abdomen) hos honorna om det är nödvändigt vid bestämningen av organismerna. Om ett djur skadas

kan ni få ett nytt utan poängavdrag ❖ För in ett eller flera latinska namn under Fråga 4.1.2 i svarshäftet.

Fråga 4.1.3 För forskare är det mycket viktigt att göra noggranna observationer, och att vara noggrann i samband med att rita och märka figurer. Bestämningsnyckeln och Ivans prov kommer att hjälpa er att avgöra vilka organismer som är anpassade till ett liv i vingårdar, fruktträdgårdar och som huvudsakligen har frukter som föda.

Nedan finns en figur över en av organismerna i rör X. I figuren är de olika kroppsdelarna markerade med nummer. Skriv det rätta numret från figuren vid de angivna kroppsdelarna i tabell 4.1.3 i svarshäftet. Obs! Tabellen innehåller fler termer än nummer angivna i figuren.


4/34

❖ Skriv in kroppsdelarnas nummer i tabell 4.1.3 i svarshäftet. Skriv NA för

termer som ej motsvarar ett begrepp i figuren.

Fråga 4.1.4 Den vanliga bananflugan (Drosophila melanogaster), som härstammar från Afrika var fram tills nyligen den enda bananfluga som förekom i Slovenien. År 2010 gjordes de första fynden av den “fläckvingade bananflugan“ (Drosophila suzukii). Fynden gjordes i regionen Primoska och i centrala Slovenien. Den “ fläckvingade bananfluga“ (Drosophila suzukii) är en av de mest invasiva arter som någonsin introducerats från Asien. Både arterna av bananflugor hittar föda och platser för att lägga ägg genom att särskilt använda luktsinnet. De känner igen doften av ämnen som frigörs vid jäsning. Nedan finns ett antal påståenden för båda arterna av bananflugor. Använd bestämningsnyckeln och studera organismerna i rören igen. Hitta de rätta påståendena (fler än ett påstående kan vara korrekt).

E “Fläckvingad bananfluga“ (Drosophila suzukii) har jäst och jäsande frukt som föda. En vuxen individ konsumerar innehållet i druvan och lägger ägg i druvan enbart om druvans skal är skadat på grund av olika väderförhållanden eller andra organismer, t.ex. steklar som har kraftiga mundelar med vilka de kan bita igenom skalet.

F Vanlig bananfluga (Drosophila melanogaster) har jäst och jäsande frukt som födoval. En vuxen individ konsumerar innehållet i druvan och lägger ägg i druvan enbart om


5/34

druvans skal är skadat på grund av olika väderförhållanden eller andra organismer, t.ex. steklar som har kraftiga mundelar med vilka de kan bita igenom skalet.

G “Fläckvingad bananfluga“ (Drosophila suzukii) lägger ägg i friska druvor och bär såsom vindruvor, fikon, jordgubbar, hallon, blåbär körsbär, aprikoser och persikor eftersom flugan har särskild anpassad äggläggningsmekanism.

H Vanig bananfluga (Drosophila melanogaster) lägger enbart ägg i skadade druvor och bär såsom vindruvor, fikon, jordgubbar, hallon, blåbär körsbär, aprikoser och persikor eftersom flugan har särskild anpassad äggläggningsmekanism.

❖ För in en eller flera rätta bokstäver under Fråga 4.1.4 i svarshäftet.

Fråga 4.1.5 Ivan pratade om problemet med fyra vinodlare som alla var oroade över att de också hittat ”fläckvingad bananflugan” (Drosophila suzukii) som orsakar skador på vingårdens frukt. Fällor används för att reducera populationen av bananflugor och för att upptäcka närvaron av olika arter av bananflugor i vingårdar med ekologisk odling. Man använder olikformade och olika färgade kärl med en öppning i toppen. Öppningen måste vara 5-6 mm i diameter så inga större organismer kan komma in. Hjälp vinodlarna och ge dem råd angående vilken substans man bör ha i behållaren för att dra till sig bananflugor. (Mer än ett korrekt svar är möjligt)

A En blandning av äppelvinäger och rött vin B Vatten C Olivolja D Utspädd saltsyra E Äppelvinäger F En sockerlösning G Jästlösning H Pepparmintsolja I Insektsbekämpningsmedel

❖ För in vald bokstav under Fråga 4.1.5 i svarshäftet.

Fråga 4.1.6 Forskare rekommenderade att man skulle tillsätta en droppe tensid i fällan tillsammans med substansen som skulle locka till sig bananflugorna. Kan du ge vinodlarna en rimlig förklaring till varför man ska göra det. (ett svar är rätt)

A Vi tillsätter en tensid så att flugorna är rena när de tas ut ur fällan med pincett. B Vi tillsätter tensid för att öka ytspänningen så att flugorna flyter på lösningen. C Vi tillsätter en tensid för att forma såpbubblor på lösningens yta som gör att flugorna

inte kan rymma från fällan.


6/34

D Tensiden tillsätts för att förändra vattenmolekylernas struktur i blandningen som gör att flugorna sjunker till botten.

E Tensiden är till för att minska lösningens ytspänning. Detta orsakar att flugkropparna blir våta och därför sjunker de till fällans botten.

F Tensiden tilllsätts för att öka ytspänningen och flugorna sjunker därmed till botten. G Tensiden tillsätts för att minska mängden vattenmolekyler i blandningen. Flugorna

flyter därför lätt på ytan.

❖ För in rätt bokstav (A-G) under Fråga 4.1.6 i svarshäftet.

Fråga 4.1.7 Ivans vänner väljer ett lämpligt bete för fällorna och fångar några bananflugor i sina vingårdar. Nina och Martin sätter också upp några fällor i sin egen lilla vingård. De gör rent sina prov och förbereder dem för vidare analys. Din uppgift är att bekräfta förekomsten av vanlig bananfluga (Drosophila melanogaster)) och/eller förekomsten av ”fläckvingad bananfluga“ (Drosophila suzukii) i tre erhållna prov. Markera närvaron av arterna med X i tabell 4.1.7 I svarshäftet.

Be handledaren om ett prov! Använd en nål och pressa bakkroppen (abdomen) försiktigt hos honorna för bestämningen av organismerna.

❖ För in dina svar i tabell 4.1.7 i svarshäftet.

Fråga 4.1.8 Om ni tittar närmare på röret där bananflugorna är förvarade noterar ni att några av djuren har vita och några röda ögon. Hur kan detta vara möjligt?

För över 100 år sedan återupptäcktes Gregor Mendels principer från 1800-talet för hur arvsanlag ärvs. Inspirerad av detta startade Morgan år 1909 genetisk forskning på bananflugor (Drosphila melanogaster) med röda ögon. Efter ett års forskning upptäckte han bland bananflugorna i labbet en hane med vita ögon. Då påbörjade han en serie genetiska experiment där bananflugor med olika färg korsades vilket visade att genen ögonfärg (allel) hos bananfluga endast finns i X-kromosomen. Nedärvningen är könsbunden (x-linked). Bananflugan började användas i laboratorier efter år 1900 och den är fortfarande den ideala modellorganismen inom genetik. Den finns lättillgänglig i mogen frukt. Den är lätt att odla och att korsa. Den har en kort generationstid och får stor avkomma (många barn). Den har ett relativt litet genom som består av fyra par kromosomer; tre par autosomer och ett par könskromosomer. Hanar och honor är lätta att särskilja och deras kön avgörs som hos människa med x- och y-kromosomer även om den underliggande mekanismen skiljer sig åt. Medan det hos människa är närvaron av SRY-regionen på y-kromosomen som medför att det blir en pojke, så är det antalet X-kromosomer som avgör om det blir en hona hos bananflugan. Man tittar på andelen x-kromosomer i förhållande till antalet andra kromosomer. Normalt är förhållandet för honor 1 (två x-kromosomer XX per uppsättning haploida kromosomer och för hanar (en X kromosom


7/34

och en Y kromosom: 2) 0,5. (Schema 4.1.8). Hos könskromosomer förekommer ej överkorsning.

Ni ska lösa två korsningar (parningar) och ta reda på antalet hanar med röda ögon respektive vita ögon, honor med röda ögon och honor med vita ögon. För in en passande genotyp i de tomma rutorna. För in de individuella könscellernas genotyp i cirklarna. Ringa med en cirkel in om det är en hona eller hane för bananflugan (Drosophila melanogaster) i rektangeln. Rita in färgen på ögonen med röd penna för bananflugor med röda ögon. Om ögonen är vita ringa in dem med en blå markeringspenna.

I första fallet (vänstra schemat) korsar ni en hona med röda ögon (X+ X+) med en hane med vita ögon (Xw Y). Dessa kallas parental-generationen (P). Skriv ner genotypen och fenotypen (ögonfärg) för F1 och F2 generationen. I andra fallet (högra korsningsschemat) har ni genomfört en korsning mellan en hona med vita ögon (Xw Xw) och en hane med röda ögon (X+ Y) i parentalgenerationen (P). Skriv ner genotypen och fenotypen (ögonfärg) för generationerna F1 och F2.

Om någon av studenterna i gruppen är färgblind ska personen bli assisterad av en gruppmedlem.

❖ Slutför figuren 4.1.8 som finns på ett separat papper i kuvertet. Märk det och lägg det i kuvertet tillsammans med det gula svarshäftet

Fråga 4.1.8a Beräkna den procentuella sammansättningen för de angivna fenotyperna (kön och ögonfärg) i den andra generationen (F2) i det vänstra korsningsschemat och det högra korsningsschemat.

❖ Slutför tabell 4.1.8a i svarshäftet.

Fråga 4.1.8b Vilken av allelerna (gener) är dominant och vilken är recessiv? Markera den dominanta allelen i svarshäftet med bokstaven D och den recessiva allelen med bokstaven R.

❖ För in D och R under fråga 4.1.8b i svarshäftet.


8/34

Fråga 4.1.8c En mutation för antalet kromosomer upptäcktes hos en bananfluga. Forskarna upptäckte att den art han studerat hade två X-kromosomer, två Y-kromosomer och två haploida uppsättningar av autosoma kromosomer (ej könskromosomer). Bestäm vilket kön den muterade individen hade. (Endast ett svar är rätt)

A Hona. B Hane. C Det korrekta könet kan ej bestämmas.

❖ För in rätt bokstav under Fråga 4.1.8c i svarshäftet.

Fråga 4.1.9 Bilden visar en bananflugeart. Ta reda på vilka möjliga genotyper som parentalerna (föräldrarna) har för bananflugan i figuren. (Flera svar kan vara rätt).

A X+ Xw och X+ Y B X+ X+ och X+ Y C Xw Xw och X+ Y D X+ Xw och Xw Y E X+ X+ och Xw Y F Xw Xw och Xw Y

❖ För in rätt bokstav under Fråga 4.1.9 i svarshäftet.

Fråga 4.1.10 En mutation (m) förekommer hos bananfluge-populationen som odlats i laboratoriet. Ett prov innehöll 102 honor och 50 hanar som ej var muterade. Dessutom fanns 0 honor och 48 hanar som hade mutationen. Identifiera genotypen för parental-generationen och för in det rätta tecknet + för icke-muterad och M för muterad. För in det i tabell 4.1.10 i svarshäftet.

❖ Slutför Tabell 4.1.10 i svarshäftet.


9/34

Experiment 5: Sött och surt Introduktion För att kunna producera ett bra vin med önskad smak måste man balansera sötman och syran. Rester av socker kommer ge vinet en söt smak men syran kan dölja sötman och få vinet att upplevas som mer torrt. Det finns ett omvänt förhållande mellan sötman och syran. I druvor som mognar så ökar koncentrationen av socker medan syran minskar. Mognadsprocessen går snabbare i varmare och soligare väder. Vinproducenten måste tänka på att ha sin vinodling i rätt område samt se till att plocka druvorna i rätt tid så att den önskade smaken uppnås.

Hjälp Nina och Martin att mäta syran i deras viner.

Material och utrustning:

På bänken (lämnas kvar på bänken till nästa lag) • Stativ med klämma och hållare, 2 st • pH-meter i förvaringslösning (redan fäst på stativet), 1 st • Byrett, 25 ml (redan fäst på stativet), 1 st • Magnetomrörare, 1 st • Avjonat vatten i en 500 ml sprutflaska, 1 st (du kan fylla på den utan poängavdrag) –

flaskan används även i experiment 6 och 7 • Plastbägare 400 ml, för avfall, 1 st (används också i experiment 6 och 7) • Bägare 250 ml, används som provrörsställ för den förvaringslösning som används för

pH-metern, 1 st

I lådan på bänken Vid koncentrationer är M= mol/dm3

• Liten skruvmejsel för kalibrering (inställning) av pH-metern, 1 st • Magnetstav för att få upp magneten med, 1 st • Graderad bägare, 100 ml, med magneten till magnetomröraren, 1 st av varje • Pipett, 20 ml, 2 st • Peleusboll (pipettfyllare), 1 st • Buffertlösningar med pH 4.00, 7.00, 9.00 och 10.00 (20 °C) i små plastflaskor, 1 st av

varje • 0.1000 M Saltsyra (HCl) i 125 ml plastflaska, 1 st • 0.1 M Natriumhydroxid (NaOH) in 500 ml plastflaska, 1 st • Vinprov i 125 ml plastflaska, märkt med T, 1 st • Servetter (14×14 cm), 20 st (du kan be om fler utan att förlora poäng)

Ifall du spiller ut en kemikalie eller tar sönder något i glas så kan du be om att få det ersatt av handledaren. Att få något av detta ersatt kommer kosta 5 poäng per ersättning om inte annat anges.


10/34

Undersökning av titrerbar syra i vin med potentiometrisk titrering Titrerbar syra (TA) i vin är ett mått på mängden organisk syra i vin. Övervägande del av de organiska syrorna i vin är vinsyra, äppelsyra och citronsyra, varav vin- och äppelsyran står för över 90% av den totala mängden syror i vin. Den aktuella sammansättningen och koncentrationen av syror beror på många faktorer (jordart, klimat, odlingsteknik) vilket påverkar smak, färg, mikrobiologisk stabilitet och pH i vin. Det finns inget enkelt samband mellan TA och pH på grund av den komplicerade sammansättningen av syror. TA kan uttryckas i gram vinsyra per liter prov. Det är viktigt att koldioxid (CO2) avlägsnas från vinprovet då det annars kan påverka mätningarna.

För att undersöka mängden TA brukar man vanligtvis titrera ett vinprov med en stark bas (vanligtvis natriumhydroxid) till ett specifikt pH (vanligtvis pH=8.20). Men idag ska du inte titrera vinet till ett specifikt pH, utan istället ska du laborativt få fram en jämviktspunkt (inflektionspunkt) genom att direkt läsa av pH-värdet i vin efter varje tillsättning av NaOH-lösning. Det kommer ge dig den titreringskurva (dvs pH i förhållande till tillsatt volym NaOH-lösning) du använder för att beräkna inflektionspunkten för titreringskurvan och därefter TA.

5.1 Kalibrering av pH-meter Du måste kalibrera pH-metern (Fig 5.1) innan du använder den, använd standard-buffertlösningar med pH 7.00 och 10.00. Efter kalibreringen ska du verifiera noggrannheten hos din pH-meter genom att mäta pH i den tredje standard-buffertlösningen med pH 9.00.

Ta ut elektroden ur förvaringslösningen. Använd lämplig bägare för att förvara röret med förvaringslösningen upprätt.

Skölj av elektroden med avjonat vatten och nudda försiktigt med servett för att torka den. Torka inte genom att gnida av!

Sätt på pH-metern.

Sänk ner elektrodens spets minst 1 cm ner i buffertlösningen med pH 7.00 och vänta en stund tills ett värde visas stabilt (avvikelse ±0.02). Använd skruvmejseln för att ställa in pH 7 trimmer (se toppen på pH-metern) tills du i displayen kan läsa av “7.00”. Skölj av elektroden med avjonat vatten och klappa försiktigt med servett för att torka den.

Sänk ner elektrodens spets minst 1 cm ner i buffertlösningen med pH 10.00 och vänta en stund tills ett värde visas stabilt (avvikelse ±0.02). Använd skruvmejseln för att ställa in pH 4/10 trimmer tills du i displayen kan läsa av “10.00”.

Fråga 5.1.1 Kontrollera kalibreringen genom att mäta pH för den tredje buffertlösningen med pH 9.00. Skriv upp det värde du mätt upp och beräkna det relativa felet i %. Kalla på handledaren för att få ditt värde i displayen verifierat.


11/34

❖ Skriv in ditt värde och dina beräkningar i svarshäftet. Se till att du får handledarens signatur för verifiering av ditt värde.

Skölj elektroden med avjonat vatten och klappa försiktigt med servett för att torka den. pH-metern är nu redo att användas för vidare försök.

Figur 5.1: pH-meter Hanna Checker®: (a) display, (b) pH probe, (c) maximum immersion level

(d) pH 7 trimmer, (e) ON/OFF switch, (f) pH 4/10 trimmer.

5.2 Standardisera 0.1 M NaOH-lösning För bestämning av TA i vinprovet måste först den exakta koncentrationen för NaOH-lösningen noggrant bestämmas. Det kallas för att ställa NaOH-lösningen eller standardisera lösningen och det innebär 0.1 M NaOH-lösningen titreras två gånger med HCl-lösning av känd koncentration. Medelvärdet från de två titreringarna används vid beräkningarna.

Använd 400 ml bägaren som avfallsbägare. Kalla på handledaren ifall bägaren behöver tömmas.


12/34

OBS: Du kommer använda en Schellbach-byrett. Denna har en extra blå tunn linje tryckt på baksidan av byretten för att underlätta avläsningen. Ljusbrytningen gör så att de blå linjerna ser ut att delas upp i två pilar som pekar mot varandra vid menisken. Avläsningen ska ske där dessa två pilar möter varandra. I Fig. 5.2 kan du se ex på avläsning för 15.25 ml.

Börja om det är nödvändigt med att ta loss, eller sänka, byretten från stativet. Skölj byretten med 0.1 M NaOH minst en gång. Fyll byretten med 0.1 M NaOH över markeringen för 0.00 ml och sätt sedan tillbaka byretten i stativet. Droppa ur överflödig lösning (i avfallsbägaren 400 ml) så att byretten är fylld till exakt till markeringen för 0.00 ml.

OBS: Var noga så att du inte har några luftbubblor i byretten.

Figur 5.2: Uppställning av titrering: (a) 25 ml byrett (0.1 M NaOH), (b) pH-meter, (c) magnet

(d) magnetomrörare, (e) hur menisken ska avläsas med Schellbach-linjer.

Använd peleusbollen (Fig. 5.3) och 20.0 ml pipetten för att överföra 20.0 ml 0.1000 M HCl-lösning till 100 ml bägaren med magnetloppan i.

OBS: Skölj pipetten innan användning (använd avfallsbägaren).

Säkerhetsinstruktioner för pipettering:

• Munpipettering är förbjudet!


13/34

• Stoppa försiktigt in övre änden av pipetten i nedersta delen av peleusbollen så att inte glaspipetten går sönder.

• Tillåt inte att vätska sugs in i bollen.

Figur 5.3: Peleusboll: (a) Air valve (luft pressas ut ur bollen), (b) Suction valve (vätska sugs in i pipetten), (c) Empty valve (vätska töms ut ur pipetten).

Tillsätt avjonat vatten till 100 ml bägaren så att den totala volymen blir ca 40 ml.

Ställ bägaren på magnetomröraren och starta omrörningen med lämplig hastighet.

Sätt INTE på värmen på magnetomröraen! All titrering måste genomföras vid rumstemperatur.

För ner elektroden i lösningen. Elektrodens spets ska vara helt nedsänkt men ovanför den nivå magneten rör sig. Du kan tillsätta en liten mängd avjonat vatten ifall du behöver det.

Magneten får inte träffa elektrodens spets under omrörning.

Sänk byrettens spets 2 cm ner i bägaren med HCl (men inte ner i lösningen!). Se Fig. 5.2 för uppställning av titrering.

Fråga 5.2.1a Skriv upp de pH-värden du läser av vid varje tillsättning av 0.1 M NaOH i svarshäftet. Du måste tillsätta de volymer som finns angivna i Tabell 5.2.1a i svarshäftet.

❖ Skriv in dina mätningar i Tabell 5.2.1a i svarshäftet.

Viktigt vid titrering:


14/34

• Du bör läsa av pH-värden ca 1-3 sekunder efter varje tillsatt volym förutom när du närmar dig jämviktspunkten, då ska du istället notera pH-värdena när avläsningen stabiliserats (avvikelse ±0.05).

• Undvik att få droppar av NaOH-lösning på bägarens väggar då du tillsätter det. Dropparna kan leda till fel mätvärden, dvs du har en felkälla här.

Fråga 5.2.1b Upprepa titreringen med ny 20.0 ml 0.1000 M HCl-lösning i samma (men rengjord) bägare. Ange era värden i Tabell 5.2.1b i svarshäftet. De volymer som tillsätts varje gång måste vara lika stora som vid första titreringen.

❖ Skriv in dina mätningar i Tabell 5.2.1b i svarshäftet.

OBS: Vid den nya titreringen behöver inte bägaren vara torr, men den måste vara rengjord med avjonat vatten. Undvik kontaminering genom att använda magnetstaven (utanpå bägaren) för att behålla magnetloppan inuti bägaren medan du rengör den. Var noga med att inte tappa bort magnetloppan.

Fråga 5.2.1c – frivillig titrering Ni bör ha två mycket bra titreringar. Ni kan upprepa titreringen om ni har tid. Skriv i så fall in era värden i Tabell 5.2.1c i svarshäftet.

❖ Skriv in era mätningar i Tabell 5.2.1c i svarshäftet.

❖ Ringa in de två titreringar ni väljer att få bedömda i svarshäftet, välj bland alternativen som finns efter Tabell 5.2.1c.

Fråga 5.2.2 Utifrån era värden ska ni beräkna inflektionspunkten för varje titrering. Använd tabellerna 5.2.1a-c. För att räkna ut förstaderivatan, ΔpH/ΔV, börjar du med att beräkna medelvärdet av varje par av volymer som kommer efter varandra, (medel V) = V*. Förändringen i volym mellan två på varandra följande volymer kallas ΔV och förändringen i pH mellan två på varandra följande pH-värden kallas ΔpH. Förstaderivatan används därefter för att beräkna andraderivatan, Δ(ΔpH/ΔV)/ΔV, på liknande sätt. Börja med att ta medelvärdet av varje par av V*, (medel (medel V)) = V**. Jämviktspunkten (Vx), dvs inflektionspunkten, är den volym vars andraderivata blir 0. Den kan uppskattas genom att en rak linje dras mellan andraderivatans sista positiva och första negativa värde och därefter genomföra denna beräkning:

𝑉𝑥 = 𝑉1 + ∆𝑉(∆(ΔpH/Δ𝑉)

Δ𝑉)

1

(∆(ΔpH/Δ𝑉)Δ𝑉

)1

−(∆(ΔpH/Δ𝑉)Δ𝑉

)2

där V1 är volymen NaOH-lösning som hör ihop med andraderivatans sista positiva värde,

(∆(ΔpH/Δ𝑉)Δ𝑉

)1 är andraderivatans sista positiva värde och (∆(ΔpH/Δ𝑉)

Δ𝑉)

2 är andraderivatans första

negativa värde.


15/34

OBS: Beräknad inflektionspunkt (med värden för andraderivatorna) bör vara nära maximum av förstaderivatan.

För dina beräkningar bör du använda minst 3 mätningar (avläsningar) före och efter jämviktspunkten. Det är inte nödvändigt att beräkna alla derivator och medelvärden.

I Tabell 5.1 och Fig. 5.4 kan du se exempel på beräkningar och grafer som gjorts på ett okänt vinprov.

Inflektionspunkten i exemplet stämmer nödvändigtvis inte med din inflektionspunkt eftersom du har ett annat vinprov!

Skriv in dina beräkningar av jämviktspunkten (dvs inflektionspunkten) för dina värden i lämplig ruta i svarshäftet.

❖ Skriv in de derivatavärden du behövde för att kunna beräkna inflektions-punkten i Tabellerna 5.2.1a-c, för de två titreringar du valt ut.

❖ Skriv in dina beräkningar och dina resultat för inflektionspunkterna för de valda titreringarna i svarshäftet.

Om du inte kan beräkna jämviktspunkten för din titrering i Fråga 5.2.2 kan du använda den godtyckliga volymen 30.0 ml för att komma vidare i de beräkningar som kommer göras framöver.

Fråga 5.2.3 Beräkna den exakta koncentrationen för NaOH-lösningen utifrån det värde du valt som jämviktspunkt vid tirering av NaOH.lösningen. Resultatet ska avrundas till tre värdesiffror.

❖ Skriv in dina beräkningar och resultat i svarshäftet.

Om du inte kan beräkna den exakta koncentrationen av NaOH-lösningen kan du använda det godtyckliga värdet 0.200 M vid beräkningar som behöver göras framöver.


16/34

Tabell 5.1: Exampel på beräkning av inflektionspunkt med hjälp av andraderivatan.

Mätningar Beräkningar

Förstaderivatan Andraderivatan

V (NaOH) [ml] pH medel V= V* [ml]

ΔpH/ΔV medel(medel V) = V** [ml]

Δ(ΔpH/ΔV)/ΔV

10.5 4.56

11.25 0.193

12.0 4.85 12.0 0.040

12.75 0.253

13.5 5.23 13.5 0.084

14.25 0.380

15.0 5.80 15.0 0.258

15.75 0.767

16.5 6.95 16.5 0.404

17.25 1.373

18.0 9.01 18.0 -0.427

18.75 0.733

19.5 10.11 19.5 -0.124

20.25 0.547

21.0 10.93 21.0 -0.138

21.75 0.340

22.5 11.44 22.5 -0.098

23.25 0.193

24.0 11.73

𝑉𝑥 = 16.5 ml + 1.5 ml 0.404

0.404 − (−0.427)= 17.23 ml


17/34

Figur 5.4: Exampel på (a) titreringskurva; (b) förstaderivatan för titreringskurvan (average V = V*);

(c) andraderivatan för titreringskurvan (average(average V) = V**).

Inflektionspunkten är inringad på andraderivatan av titreringskurvan.


18/34

5.3 Analys av vinprov Överför 20.0 ml av vinprovet till 100 ml bägaren med magneten i.

Tillsätt avjonat vatten till bägaren så att den totala volymen blir ca 40 ml.

Förbered allt på samma sätt som då du titrerade för att standardisera NaOH-lösningen i 5.2.

Fråga 5.3.1a Titrera provet med den standardiserade NaOH-lösningen och skriv upp pH-värdena för respektive volym i Tabell 5.3.1a i svarshäftet. Tillsätt 1.5 ml NaOH-lösning stegvis (1.5 ml, 3.0 ml, 4.5 ml, etc., stoppa vid 24.0 ml).

❖ Skriv in dina mätningar i Tabell 5.3.1a i svarshäftet.

Fråga 5.3.1b Upprepa titreringen med ny uppmätt 20.0 ml vinprov och skriv upp pH-värdena för respektive volym i Tabell 5.3.1b i svarshäftet. De volymer som tillsätts måste vara lika stora som vid första titreringen.

❖ Skriv in dina mätningar i Tabell 5.3.1b i svarshäftet.

Fråga 5.3.1c – frivillig titrering Ni bör ha två bra tireringar. Ni kan upprepa titreringen om du har tid för det. Skriv i så fall in era värden i Tabell 5.3.1c i svarshäftet.

❖ Skriv in era mätningar i Tabell 5.3.1c i svarshäftet.

❖ Ringa in de två titreringar du väljer att få bedömda i svarshäftet, välj bland alternativen som finns efter Tabell 5.3.1c.

Fråga 5.3.2 Utifrån era värden ska du beräkna inflektionspunkten för varje titrering. För in era beräkningar i lämplig ruta i svarshäftet.

❖ Skriv in derivatavärdena i Tabellerna 5.3.1a-c, för de två titreringar ni valt, för beräkning av inflektionspunkten.

❖ Skriv in era beräkningar och era resultat för inflektionspunkterna för de valda titreringarna i svarshäftet.

Fråga 5.3.3 Om ni inte kan beräkna jämviktspunkten för titreringen i Fråga 5.3.2 kan ni använda den godtyckliga volymen 30.0 ml för att komma vidare i de beräkningar som kommer göras framöver.

Beräkna TA i gram vinsyra per liter prov med hjälp av det värde ni valt som inflektionspunkt vid titreringen av vinprovet. Resultatet ska avrundas till tre värdesiffror.


19/34

Observera att vinsyra (se Fig. 5.5) är en tvåprotonig syra och att båda protonerna avges vid jämviktspunkten.

Figur 5.5: Molekylstruktur för vinsyra.

Aktuella molmassor (g/mol): C – 12.0; H – 1.0; O – 16.0.

❖ Beräkna molmassan för vinsyra och skriv in det i svarshäftet.

❖ Skriv in dina beräkningar och resultat för TA i svarshäftet.

5.4 Betydelsen av pH i vin Som vi redan nämnt är TA och pH inte direkt korrelerade (dvs ej linjärt samband). pH-värdet motsvarar den negativa logaritmen för koncentrationen av vätejoner och TA är ett mått på titreringsbar syrakoncentration (organiska syror). Högre TA ger nödvändigtvis inte lägre pH eftersom svaga organiska syror kan bilda en buffertlösning. Att känna till TA medför alltså inte att man direkt får veta pH i vin och tvärtom.

Fråga 5.4.1 Börja med att kalibrera pH-metern igen (som i avsnitt 5.1), men den här gången med standard-buffertlösningar med pH 7.00 och 4.00.

Mät pH i ert ursprungliga vinprov och skriv upp pH-värdet i svarshäftet.

❖ Ange resultatet av era mätningar i svarshäftet.

Skölj elektroden med avjonat vatten och stoppa ner den i den förvaringslösning den var i från början. Stäng av pH-metern.

Fråga 5.4.2 Svaveldioxid (SO2) används vid vinproduktion pga dess anti-mikrobiella och anti-oxiderande egenskaper. Den kan bindas med föreningar (fixerad SO2) i vin eller vara i fri form (fritt SO2). I vin består fritt SO2 (γ*) i molekylformen (SO2(g) + H2O ⇌ H2SO3(aq)) och bisulfatformen (HSO3-) i enlighet med denna jämvikt:

H2SO3 + H2O ⇌ HSO3- + H3O+.

Molekylformen är den anti-mikrobiella formen och dess koncentration är pH-känslig. pH-intervallet i vin sträcker sig från 2.8 till 3.8. Viner med lägre pH har högre andel av molekylformen. Fritt SO2 som behövs för koncentrationerna 0.8 mg/l och 2.0 mg/l av molekylformen i vin i pH-intervallet mellan 2.8 och 3.8 visas i Fig. 5.6.


20/34

Antag att den molekylformen av SO2 i vin måste hållas under sensorisk tröskel (2.0 mg/l) och över 0.8 mg/l för mikrobiell stabilitet. Bestäm det lämpliga intervallet av fritt SO2 som behövs för ditt ursprungliga vinprov i svarshäftet.

❖ Skriv in svaret i svarshäftet.

Figur 5.6: Fritt SO2 som behövs (γ*) för 0.8 mg/L (blå heldragen linje) och 2.0 mg/L (orange streckad

linje) för molekylformen av SO2 mellan pH 2.8 och 3.8.


21/34

Experiment 6: Vin som rinner Introduktion När vindruvsjuicen slutat jäsa ska vinet hällas över till en ny tunna så att man blir av med bottensatsen. När Martin häller observerar han hur vinet rinner. Eftersom olika viner har olika kemisk sammansättning och varierande alkohol- och sockerinnehåll bör deras sätt att rinna också variera. Men han är osäker på vilket sätt vätskeegenskaperna påverkas, och han har inte tillgång till någon professionell mätutrustning för att undersöka dessa. Hjälp honom nu med att mäta viskositeten för tre olika viner som har framställts på vingården.

Materiel och utrustning ● Behållare ● Mätglas, 25 ml (cylinder med gradering) ● En viskosimeter som består av två 15 ml-plaströr och ett kapillärrör ● Tidtagarur ● 3 vinprov i plastflaskor märkta Prov A, Prov B och Prov C ● Pasteurpipetter, 4 st • Avjoniserat vatten (vattenflaskan används också till Experiment 5 och 7) • 400 ml plastlåda för avfall (används också till Experiment 5 och 7)

6.1 Bestämning av viskositeten för vin Viskositet är en egenskap hos vätskor som beskriver deras motsånd mot att rinna. Honung har till exempel mycket högre viskositet än vatten. När en vätska rinner genom ett smalt rör kommer inte den del av vätskan som är närmast rörets innerväggar att flytta på sig, och det behövs en tryckskillnad för att få ett flöde genom röret. Om man har riktigt smala rör är det motståndet på grund av viskositet som är den viktigaste faktorn som bromsar vätskans rörelse och vi kommer inte att bry oss om några andra faktorer i detta experiment. Flödet Φ, som anger volymen vätska som runnit igenom per tidsenhet, är (för laminärt flöde, det vill säga strömning utan virvlar) direkt proportionellt mot tryckskillnaden mellan rörets ändar p, och mot rörets radie r upphöjt till fyra, samt omvänt proportionellt mot vätskans viskositet η och rörets längd l:

Φ ∝ 𝑝𝑟4

𝑙𝜂 (Ekvation 6.1)

Rinntiden är omvänt proportionell mot flödet, 𝑡 ∝ Φ−1: Ju fortare vätskan rinner desto kortare blir rinntiden. Om andra parametrar, såsom ursprunglig vätskevolym och radie samt längd på röret, hålls konstanta så kommer rinntiden att vara direkt proportionell mot viskositeten, 𝑡 ∝ 𝜂. Vi kommer att använda oss av denna proportionalitet för att kunna bestämma viskositeten fastän vi inte vet vad röret har för längd och tjocklek, eller vilken form behållaren har. Genom att jämföra rinntiderna för våra vinprover med rinntiden för vatten, vars viskositet vi känner, ska vi beräkna viskositeten för vinproverna.


22/34

Fråga 6.1.1 I det här experimentet ska ni bestämma viskositeten genom att mäta hur lång tid det tar för en vätska att rinna mellan två plaströr som är förbundna ned ett tunt kapillarrör (Figur 6.1). Var försiktiga när ni använder viskosimetern så att ni inte vrider eller trycker på plaströren eller kapillärröret! Om viskosimetern går sönder ska ni be er handledare om en ny. Om ni behöver göra detta mer än en gång kostar det er 5 poäng.

Figur 6.1: Viskosimeter som består av två plaströr (A) samman-

bundna med ett kapillarrör av glas (B).

Summan 𝑉0 = 𝑉1 + 𝑉2 av volymerna 𝑉1 och 𝑉2 i de båda rören är konstant. Ni kommer senare att använda detta samband för att beräkna 𝑉2 med hjälp av 𝑉1.

Innan ni startar era mätningar måste ni kalibrera er viskosimeter. Graderingarna på plaströren är inte avsedda för att användas vid noggranna mätningar så man kan inte förutsätta att de volymer som anges stämmer med de mätvärden man får om man istället använder ett mätglas.

Fyll mätglaset försiktigt med avjoniserat vatten upp till markeringen för 15 ml genom att observera meniskens (den nedre delen av vattenytans) läge. Ni kan använda pasteurpipetterna för att tillsätta eller ta bort vätska så att menisken hamnar alldeles rätt. Häll sedan allt vattnet i viskosimeterns vänstra plaströr och observera hur det rinner ner. När menisken i det vänstra röret når markeringen 𝑉1 = 8 ml ska ni läsa av nivån 𝑉2 för det högra röret och beräkna summan 𝑉0 = 𝑉1 + 𝑉2 och föra in den i svarshäftet. Ni kan då försöka förbättra mätnoggrannheten genom att markera meniskens läge med en vattenfast penna och sedan mäta läget med linjal.


23/34

Ni ska använda er av värdet 𝑽𝟎 i alla era beräkningar framöver. Om ni inte klarar av att genomföra denna del av experimentet ska ni lämna rutan för denna fråga tom i svarshäftet, och använda er av värdet 𝑽𝟎 = 𝟏𝟓 𝐦𝐥 i alla era framtida beräkningar!

Om ni upptäcker att utrustningen läcker ber ni handledaren om en ny viskosimeter. I detta fall dras inga poäng av.

❖ För in resultatet under fråga 6.1.1 i svarshäftet.

Fråga 6.1.2 När ni är klara med kalibreringen ska ni börja mäta rinntiderna för det avjoniserade vattnet och för de tre vinproverna genom att följa nedanstående procedur:

Nollställ och förbered stoppuret. Se Appendix C för instruktioner gällande stoppuret. Ta mätröret och fyll det med ett av proven upp till markeringen för 15 ml. Ni kan använda er av pasteurpipetterna för att kontrollera vätskenivån mer precist. Häll sedan snabbt över all vätska i ett av viskosimeterns plaströr. Flödet genom kapillärröret blir jämnt först när hela kapillärröret fyllts med vätska, vilket sker när vätskan i viskosimeterns andra rör börjar att fyllas på. Därför är det viktigt att ni väntar med att starta stoppuret tills vätskan sjunkit ner till nivån som markerats med 13 ml. Anteckna därefter alla tidpunkter då vätskan når påföljande heltalsmarkering. Anteckna tiderna med en noggrannhet på 1 s . Sluta mäta när vätskan nått markeringen för 8 ml. Häll vätskan i avfallslådan (som delas med andra experiment). Var försiktiga så att inte kapillärröret går sönder när ni gör detta. Skölj viskosimetern med avjoniserat vatten. Håll viskosimetern upp och ner en stund så att vattnet rinner ut. Lite vätska kan bli kvar i kapillärröret men detta kommer inte att märkbart påverka mätresultatet eftersom denna vätska ersätts av ny vätska innan ni startar stoppuret och börjar mäta. När ni byter till ett nytt prov ska ni skölja ur mätglaset och torka av det med pappersnäsdukar som finns vid ena änden av er bänk. För varje prov (vatten och de tre vinpoverna) ska ni genomföra mätningarna ovan två gånger, en gång ska vätskan rinna in i det högra röret och den andra gången ska den rinna in i det vänstra röret, detta för att undvika eventuella systematiska fel. För in tiderna i sekunder i Tabell 6.1.2 i svarshäftet. Ni kan mäta tiderna utan att stoppa tidtagaruret.

❖ Fyll i Tabell 6.1.2 i svarshäftet.

Fråga 6.1.3 Innan ni kan använda era mätresutat för att beräkna viskositeterna behöver ni beräkna några mellanliggande steg.

Fråga 6.1.3a Den totala vätskevolymen är 𝑉0 (detta fick ni fram i Fråga 6.1.1), därför kommer volymen i det andra plaströret att vara lika med 𝑉2 = 𝑉0 − 𝑉1 och volymskillnaden mellan de båda plaströren att vara Δ𝑉 = 𝑉1 − 𝑉2 = 2𝑉1 − 𝑉0. Beräkna volymskillnaderna för vätskenivå och för in dem i där för avsedd kolumn i Tabell 6.1.3 i svarshäftet.

❖ Fyll i den första kolumnen i Tabell 6.1.3 i svarshäftet.


24/34

Fråga 6.1.3b Volymen för en cylinder är proportionell mot dess höjd. Därför kommer kvoten mellan den nuvarande och den ursprungliga (det vill säga vid 𝑡 = 0, när stoppuret startade) höjdskillnaden att vara lika med kvoten mellan den nuvarande och den usprungliga volymskillnaden. Denna kvot minskar exponentiellt med tiden enligt:

𝛥ℎ(𝑡)

𝛥ℎ(𝑡 = 0)=

𝛥𝑉(𝑡)𝛥𝑉(𝑡 = 0)

= 2 −𝑡/𝜏,

där τ står för halveringstiden: den tid det tar för höjdskillnaden att minska till halva det ursprungliga värdet.

Beräkna kvoten mellan nuvarande och ursprunglig (när stoppuret startade) volymskillnad.

❖ Fyll i den andra kolumnen i Tabell 6.1.3 i svarshäftet.

Fråga 6.1.3c Om vi logaritmerar ekvationen ovan får vi följande linjära samband:

log10Δ𝑉(𝑡)

Δ𝑉(𝑡=0)= −(log10 2) ×

𝑡𝜏 (Ekvation. 6.2)

På de räknare ni fått beräknas bas-10 logaritmer med den knapp som är märkt log. Beräkna logaritmerna för volymdifferenskvoterna i den tredje kolumnen i Tabell 6.1.3 i svarshäftet.

❖ Fyll i den tredje kolumnen i Tabell 6.1.3 i svarshäftet.

Fråga 6.1.4 Plotta logaritmvärdena för volymdifferenskvoterna från Tabell 6.1.3 på den vertikala axeln och tiderna från Tabell 6.1.2 på den horisontella axeln. Använd olika färgpennor för varje prov. Kom ihåg att namnge axlarna och att ange vilken färg som motsvarar vilket prov.

❖ Rita graferna på ett millimeterpapper, märk det med 6.1.4, sätt på en klisterlapp med er lagkod på (och lägg papperet i svarskuvertet efter att ni använt graferna i uppgiften nedan).

Fråga 6.1.5a Rita in den räta linje som är bäst anpassad till varje provs datapunkter i graferna ni ritade i 6.1.4, och använd då samma färgpenna som ni använde till respektive graf. Läs av lutningarna för de linjer ni ritat in. Använd Ekvation 6.2 och dessa lutningar för att beräkna halveringstiderna och fyll i resultaten i svarshäftet. Redovisa era beräkningar i svarshäftet.

❖ Rita en rät linje till varje graf i 6.1.4.

❖ Fyll i därför avsedda kolumner i Tabell 6.1.5 i svarshäftet med de värden på lutningar och halveringstider som ni fått fram.

❖ Redovisa era beräkningar av lutningar och halveringstider under Fråga 6.1.5 i svarshäftet.


25/34

Fråga 6.1.5b Viskositeten för vatten är vid rumstemperatur lika med η = 0.89 mPa s. Beräkna viskositeten för övriga prov genom att använda er av att halveringstiden är direkt proportionell mot viskositeten: kvoten mellan viskositet och halveringstid är densamma för alla prov. För in värdena i den sista kolumnen i Tabell 6.1.2.

❖ Fyll i Tabell 6.1.5 i svarshäftet.

Fråga 6.1.6 Vad skulle viskositeten för vatten bli om kapillärröret skulle vara dubbelt så tjockt (ha en innerdiameter som var dubbelt så lång) men i övrigt såg likadant ut?

A Högre B Lägre C Oförändrat värde

❖ Skriv en av bokstäverna (A, B eller C) under Fråga 6.1.6 i svarshäftet.

Fråga 6.1.7 Hur länge skulle vi behöva vänta på att volymen av Prov C i plaströret skulle minska ner till 7,8 ml om 𝑉0 = 15,0 ml och tidtagaruret startar vid markeringen 13 ml? Använd Ekvation 6.2.

❖ Redovisa era beräkningar och ert resultat under Fråga 6.1.7 i svarshäftet.

Fråga 6.1.8 Vilka av nedanstående förändringar skulle göra att halveringstiden skulle minska? Ange alla alternativ som är möjliga.

A Vidare plaströr (ökad innerdiameter) B Smalare plaströr (minskad innerdiameter) C Vidare kapillärrör (ökad innerdiameter) D Tunnare kapillärrör (minskad innerdiameter) E Längre kapillärrör F Kortare kapillärrör

❖ För in bokstäverna (A-F) under Fråga 6.1.8 i svarshäftet.

6.2 Viskositetens temperaturberoende

Fråga 6.2.1 Viskositeten för en vätska beror inte bara på dess kemiska sammansättning utan också på temperaturen. Graf 6.2 visar hur vattnets viskositet beror av temperaturen. Använd grafen för att bestämma viskositeten för vatten vid 80 °C.


26/34

Figur 6.2: Viskositeten för vatten som funktion av temperaturen.

❖ Fyll i ert svar under Fråga 6.2.1 i svarshäftet.

Fråga 6.2.2 Ange hur stor rinntidens halveringstid skulle vara för vatten vid 80 °C om den bestämdes med hjälp av er viskosimeter. Använd i beräkningarna det värde på halveringstid som ni tidigare fick fram.

❖ Redovisa era beräkningar och ert resultat under Fråga 6.2.2 i svarshäftet.


27/34

6.3 Utvärdera lösningen

Fråga 6.3.1 Martin hade möjlighet att pröva metoden ni använt er av redan för några veckor sedan, men hans prov bestod av en annan vätska, sötat vatten (det vill säga vatten med tillsatt socker) och han hade större plaströr (50 ml). Han fick i uppgift att bestämma viskositeten med samma metod som ni använde för att bestämma viskositeten för vin. Han valde att använda 𝑉0 = 50 ml. Tabell 6.1 visar hans mätdata. .

Tabell 6.1: Martins mätdata vid bestämning av viskositeten för sötat vatten.

V1 log10Δ𝑉(𝑡)

Δ𝑉(𝑡 = 0 s)

tid (avjoniserat vatten)

tid (sötat vatten)

45.0 ml 0 0 s 0 s

42.5 ml −0.058 24 s 50 s

40.0 ml −0.125 52 s 108 s

37.5 ml −0.204 85 s 177 s

35.0 ml −0.301 125 s 261 s

32.5 ml −0.426 178 s 369 s

Figur 6.3: Martins grafer svarande mot hans mätdata och de linjer han anpassat till dessa. Fyllda röda

kvadrater ■ är mätpunkter för sötat vattnet och tomma svarta kvadrater □ är för avjoniserat vatten.


28/34

Tabell 6.2: Martins resultat för avjoniserat respektive sötat vatten.

Vätska Linjens lutning[s−1] Halveringstid 𝜏 [s] Viskositet [mPa s]

Avjoniserat vatten −0.0024 126 0.89

Sötat vatten −0.00113 266 235398

Han förde in sina mätvärden i grafen (Figur 6.3), anpassade räta linjer till mätpunkterna och beräknade viskositeten för vätskorna i Tabell 6.2. Gå igenom hans beräkningar för det sötade vattnet och leta upp den första raden där han har gjort ett misstag som kommer att påverka slutresultatet. Anteckna numret på denna rad i svarshäftet. I nästa uppgift kommer ni att kunna korrigera det misstag han gjort.

Avjoniserat vatten:

𝜏vatten = 𝑘 ⋅ 𝜂vatten (1)

𝑘 = 𝜏vatten𝜂vatten

= 126 s0.89 mPa s

= 141.6 mPa−1 (2)

Sötat vatten:

𝑘 = −0.23−(−0.06)200 s−50 s

= −0.00113 s−1 (3)

𝜏sötat = −log10 2

𝑘= 266 s (4)

𝜏sötat = 𝑘 ⋅ 𝜂sötat (5)

𝜂sötat =𝜏sötat

𝑘= 266 s

−0.00113 s−1 (6)

𝜂sötat = −235398 s2 (7)

❖ För i svarshäftet in numret på den första raden där det har gjorts ett misstag.

Fråga 6.3.2 Rätta till hans misstag och beräkna det korrekta värdet på viskositeten för sötat vatten.

❖ Fyll i ert svar under Fråga 6.3.2 i svarshäftet.

Fråga 6.3.3 Martin är otålig och vill att vätskan ska rinna ner på på halva tiden jämfört med mätningarna i Tabell 6.1. Han använde ett kapillärrör som hade längden 6 cm och innerdiametern 0.8 mm. Han vill nu korta kapillärröret medan Nina föreslår att de ska köpa ett kapillärrör med samma längd, men med en annan diameter. Beräkna vilken rörlängd som behövs om man ska använda sig av Martins strategi, och vilken diameter som behövs om man ska använda sig av Ninas strategi. Använd Ekvation 6.1 som hjälp.

❖ Redovisa de båda beräkningarna och svaren under Fråga 6.3.3 i svarshäftet.


29/34

Experiment 7: Vinets tårar Introduktion Nina och Martin har en liten fest med några vänner för att fira att de har tillverkat sitt första vin. Martin, som nu är en expert på att hälla upp vin, häller upp ett glas till alla. Ninas syster Eva har precis varit på en vinprovning på en vingård och visade alla vad man ska titta efter när man provar ett nytt vin. Det första som de gjorde var att se på glaset mot en vit bakgrund i vanligt dagsljus. Medan alla noterade vinets färg, noterade Nina något märkligt. Det såg ut som om små droppar av vin skapades på vinglasets insida, precis ovanför vinets yta. Hon frågade Eva om hon visste varför detta händer.

Eva sa att detta fenomen kallas ”vinets tårar” och fortsatte sedan med att prata mer om ytspänning och vatten. Nina kände inte till ytspänning sedan tidigare, men fenomenet fascinerade henne så pass mycket att hon beslutade sig för att undersöka det lite mer. Efter festen, givetvis…

Material och utrustning ● Kapillärrör (mikropipetter) 25 µl, 12 st ● Petriskålar, 6 st ● Pappersnäsdukar, 1 paket ● Avjoniserat vatten (tvättflaska som delas med experiment 5 och 6) ● 10 volym-% etanol i plastflaska ● 20 volym-% etanol i plastflaska ● 3 vinprover i plastflaskor, märkta Prov A, Prov B och Prov C ● Pasteurpipetter, 6 st (du kan använda pipetterna från Experiment 6 för vinprover och

avjoniserat vatten) ● 400 ml plastbägare för avfall (används också för Experiment 5 och 6)

7.1 Vinets ytspänning Ytspänning kan ses som ett elastiskt membran som täcker ytan på en vätska. Orsaken till ytspänning är de krafter som finns mellan molekylerna vid ytan och ytspänning är orsaken till att vattendroppar har en sfärisk form. Ytspänning är ett fenomen som används av många levande varelser och för olika ändamål.

Om ett smalt, kapillärt rör går att väta (det vill säga om vätskemolekylerna föredrar att binda vid väggarna snarare än att komma i kontakt med luftmolekylerna), kan en vätska stiga i röret till en nivå över den som vätskan har utanför röret. För en given vätska är höjdskillnaden direkt proportionell mot ytspänningen och omvänt proportionell mot kapillärrörets inre diameter. Detta fenomen kallas kapillärkraft och det används av växter för att transportera vatten från rötterna upp i grenarna och bladen.

Eftersom ytspänning beror på krafterna mellan molekylerna i vätskans yta, är ytspänningen olika stor för olika vätskor. Genom att till exempel tillsätta alkohol kan man ändra vattnets ytspänning. Genom att mäta höjdskillnaden i kapillärröret för olika vätskor (avjoniserat vatten,


30/34

vatten med 10 respektive 20 volym-% alkohol, samt tre olika vinprover), kan ni bestämma etanolhalten i de olika vinproverna.

Fråga 7.1.1 Utför följande för alla 6 vätskor: Ta en ren och torr petriskål och häll i vätska till en höjd som motsvarar åtminstone kapillärrörets yttre diameter. Säkerställ att de vita markeringarna på kapillärröret inte kommer i kontakt med vätskan (det vill säga markeringarna ska vara på den övre delen av röret).

Vätska kan inte väta ett kapillärrör tillräckligt bra om det är torrt och detta kan leda till att man får fel mätdata. Därför är det nödvändigt att först tillåta vätskan att stiga högre upp i röret än vad ytspänningen skulle orsaka, för att sedan låta vätskan sjunka till rätt nivå. Tillse att röret väts genom att långsamt doppa kapillärröret i vätskan i en spetsig vinkel, så att vätskan stiger och därmed väter rörets innerväggar. Låt den nedre spetsen vara kvar i vätskan och res kapillärröret sakta uppåt så att det står vertikalt i vätskan. Se Figur 7.1 nedan.

Figur 7.1: Förfarande vid mätning av kapillärkraft

Vänta till dess att vätskan slutat sjunka och lyft sedan kapillärröret långsamt ut ur vätskan. Glöm inte att hålla kapillärröret vertikalt.

Eftersom kapillärröret är så tunt kan vätskan ibland “fastna” på en viss höjd. Luta röret neråt i vätskan igen om detta händer, för att sedan höja nivån i röret igen och upprepa förfarandet. Undvik att nudda petriskålens botten. Undvik också att skapa bubblor eftersom dessa kan leda till mätfel. Luftbubblor inne i kapillärröret medför att röret blir oanvändbart för vidare mätningar.

Fråga 7.1.1a Säkerställ att vätskan slutat röra på sig när det står vertikalt i vätskan. Efter att du lyft upp kapillärröret ur vätskan mäter du med en linjal vätskans höjd från den nedre änden upp till menisken. Håll kapillärröret vertikalt när ni mäter så att ni undviker att vätskan rör på sig.

Upprepa mätningen sex gånger för varje vätska. Se till att använda en ren och torr petriskål och ett nytt kapillärrör till varje ny vätska.

Håll en pappersnäsduk mot kapillärröret för att tömma det på vätska. Pröva att luta röret om detta inte fungerar. Det finns mycket tunna porer i papperet som med hjälp av kapillärkrafter kommer att dra ut vätskan ur kapillärröret. Om vätskedroppar eller bubblor blir kvar inuti


31/34

kapillärröret efter att ni försökt tömma det måste ni istället byta ut det mot ett nytt kapillärrör. Kontakta er handledare om ni behöver fler kapillärrör.

För in mätresultaten i kolumn Nr 1- Nr 6 i Tabell 7.1.1 i svarshäftet.

❖ Fyll i kolumnerna i Tabell 7.1.1 i svarshäftet.

Fråga 7.1.1b Beräkna höjdmedelvärdet för varje vätska. Fyll i resultaten i rätt kolumn i Tabell 7.1.1 i svarshäftet.

❖ Fyll i kolumnen för medelvärden i Tabell 7.1.1 i svarshäftet.

Fråga 7.1.1c Olika faktorer, som t ex viskositeten, att vätskan inte väter som den ska, eller tryckskillnader när kapillärröret dras upp ur vätskan, kan göra ett mätresultaten varierar.

För att uppskatta hur stort mätfelet är ska ni stryka de två mätpunkter i Tabell 7.1.1 som avviker mest från medelvärdet. När ni stryker dem måste ni se till att det fortfarande går att läsa mätvärdena. Om ni inte lyckades genomföra fler än 4 mätningar ska ni behålla alla mätpunkterna. Räkna ej om medelvärdet, trots att två mätvärden tas bort.

Beräkna det absoluta felet för varje vätska genom att beräkna det största absoluta värdet på avvikelse från medelvärdet för de mätvärden som ni inte strök. Fyll i resultaten i Tabell 7.1.1.

❖ Stryk två mätpunkter och fyll i den sista kolumnen i Tabell 7.1.1 i svarshäftet.

Fråga 7.1.2 Rita på ett millimeterpapper en graf som visar höjd som funktion av etanolinnehåll, gradera och namnge axlarna. För var och en av följande vätskor ska punkter ritas in: 10 och 20 volym-% alkohol. Rita in alla 4 datapunkterna som inte ströks i Tabell 7.1.1. Rita in den räta linje som är bäst anpassad till alla 8 mätpunkterna.

❖ Rita er graf på ett millimeterpapper, märk det 7.1.2, sätt en klisterlapp med er lagkod på det (och lägg det i svarskuvertet efter att ni använt det i nedanstående uppgift).

Fråga 7.1.3 Använd linjen i grafen i Fråga 7.1.2 för att läsa av etanolinnehållet i vinproverna. Gör detta genom att utgå från värdet på medelvärden på höjden från Tabell 7.1.1 för de tre vinproverna och läs av motsvarande etanolinnehåll. Läs av etanolinnehållet för vinproverna och för in dem i Tabell 7.1.3.

❖ Lägg in medelvärdena i Graf 7.1.2.

❖ För in resultaten i Tabell 7.1.3 i svarshäftet.

Fråga 7.1.4 Utgå ifrån de värden på absoluta fel som ni räknat fram i Tabell 7.1.1 och bestäm vilka prov som med säkerhet kan särskiljas utifrån sitt etanolinnehåll. Proverna kan inte särskiljas om deras


32/34

felintervall överlappar. Sätt 1 för de prov som kan särskiljas och 0 för de prov som inte kan särskiljas.

❖ För in era svar i Tabell 7.1.4 i svarshäftet.

Fråga 7.1.5 Antag att ytspänningen för det avjoniserade vattnet i ert laboratorium är 72.0 mN/m, och använd er av att höjden på vätskepelaren är linjärt proportionell mot ytspänningen för att beräkna ytspänningen för vätskan med 10 volym-% alkohol. Bestäm hur stort felintervallet är för det slutgiltiga värdet genom att använda de fel ni beräknat i Tabell 7.1.1.

❖ Redovisa era beräkningar och era resultat under Fråga 7.1.5 i svarshäftet.

Fråga 7.1.6 Etanol har lägre densitet än vatten och därför kommer gravitationskraften som motverkar ytspänningen att bli mindre. Om vi vill vara mer noggranna och ta hänsyn till både densiteten ρ och ytspänningen 𝛾, vilket av uttrycken nedan ska vi då använda oss av för att visa vad vätskehöjden är proportionell mot (ett svar är korrekt)?

G ℎ ∝ 𝛾 H ℎ ∝ 𝛾𝜌 I ℎ ∝ 𝜌/𝛾 J ℎ ∝ 𝛾/𝜌 K ℎ ∝ 𝜌

❖ Fyll i rätt bokstav (A-E) under Fråga 7.1.6 i svarshäftet.

7.2 Ytspänning för vatten

Fråga 7.2.1 Vid standardiserade laboratorieförhållanden (vid 20 °C) kan följande ekvation användas för rör som väts fullständigt av vatten:

ℎ = 1.48 × 10-5 m2

𝑟, (Eq. 7.1)

där 𝑟 representerar innerrörets radie och ℎ representerar vattenpelarens höjd. Hur högt kommer vattnet att stiga på grund av kapillärkrafter i en växttraké som har en innerdiameter på 50 μm?

❖ Redovisa era beräkningar och ert svar under Fråga 7.2.1 i svarshäftet.

Fråga 7.2.2 Volymen 25 μl finns markerad på kapillärröret genom en svart ring. Mät kapillärrörets längd från den svarta ringen till den spets som ligger längst bort från ringen, och använd detta mätvärde för att beräkna innerradien på kapillärröret. Skriv in mätresultatet, beräkningen och svaret i svarshäftet.

❖ Fyll i ert mätvärde, beräkningen och ert svar under Fråga 7.2.2 i svarshäftet.


33/34

Fråga 7.2.3 Graf 7.1 visar hur the ytspänningen för vatten beror på temperaturen. Läs av i grafen vilken ytspänning vatten har vid 20 °C och vid 80 °C och för in värdena i svarshäftet.

Graf 7.1: Ytspänning som funktion av vattentemperatur.

Använd Ekvation (7.1), ert svar på Fråga 7.2.2 och det proportionella sambandet mellan kapillärkraft och ytspänning för att, utan att använda era mätningar, kunna förutsäga hur hög vattenpelaren skulle bli i ert 25 μl-kapillärrör om ni mätte den vid temperaturen 80 °C.

❖ Redovisa era beräkningar och ert svar under Fråga 7.2.3 i svarshäftet.

Fråga 7.2.4 Ett sätt att bestämma ytspänning är att göra små droppar och mäta deras massa. Precis innan dropparna faller ner har de en form som kan approximeras med en halvsfär (se Figur 7.2).

Figur 7.2: Vattendroppe precis innan den ramlar ner från kanten.


34/34

Antag att en vattendroppes radie var 4.5 mm innan den föll ner. Beräkna kraften från ytspänningen på droppen. Använd värdet 𝑔 = 9,81 m s-2 för tyngdaccelerationen och 𝜌 =1.0 × 103kg m-3 för vattnets densitet.

❖ Redovisa era beräkningar och för in ert svar under Fråga 7.2.4 i svarshäftet.

Fråga 7.2.5 När vätskan är i kontakt med ett substrat kommer sambandet mellan längden av vätskans kant 𝑙, ytspänningen γ och kraften 𝐹 ges av ekvationen

𝐹 = 𝑙𝛾. Beräkna ytspänningen för droppen i Fråga 7.2.4 och uppskatta med hjälp av Graf 7.1 vilken temperatur som vattendroppen har.

❖ Redovisa era beräkningar och era svar under Fråga 7.2.5 i svarshäftet.

Task B – Experiment 4, Scheme 4.1.8

Country code and team

Korsningschema 4.1.8 Begrepp: fertilization= parning; female = hona; male= hane; sperm= spermie

Hona med röda ögon

Hane med vita ögon

Hona med vita ögon

Hane med röda ögon

Genotype

Meiosis

GAMETES

Fertilization

Parental generation Parental generation

Genotype

Meiosis

GAMETES

Fertilization

Fertilization Fertilization

F1 generation F1 generation

Female / male Female / male Female / male Female / male

Genotype

Meiosis

GAMETES

Genotype

Meiosis

GAMETES

Female / male Female / male




Sperm Sperm

F2 generation

Eggs Eggs

F2 generation

EUSO 2018 – Appendix B

1/2

Appendix B: Bestämningsnyckel (identification key) 1 a) Djuret har tre par ledade lemmar, kropppen är segmenterad i tre regioner: huvud,

mellankropp (thorax) och bakkropp (abdomen) ........................................................ gå till 2 b) Djuret har mer än tre par ledade lemmar ............................................................... gå till 9

2 a) Kroppen är stavformad, vingarna är tillbakabildade ............. Medauroidea extradentata b) Organismen har väl synliga vingar ....................................................................... gå till 3

3 a) Det främre vingparet är ombildat till ett par hårda täckvingar………..Tenebrio molitor

b) Organismen har inte hårda täckvingar…………………………………………...gå till 4 4 a) På djurets huvud finns ett par stora ögon samt ett par antenner. Mundelarna är

anpassade till predation med starka käkar (mandibler). Bakkroppen är tunn. Vingarna är tunna med tätt tydligt ådring. Bakre vingarna är större än de främre. ........... Aeshna cyanea b) Främre vingparet är väl utvecklat och synligt. Det bakre vingparet är tillbakabildat till klubbor. ...................................................................................................................... gå till 5

5 a) Kroppen är tunn och ca 10 mm lång. Djuret har rörliknande mundelar på huvudet som

anpassats till sugande och stickande. Djuret har små facettögon. Antennerna är sammansatta av många segment och är längre än huvud och mellankropp tillsammans. Antennerna är täckta av små hårliknande fjäll. Djuret har tre par tunna ben .. Culex pipiens b) Kroppen är större än ovan; antennerna är kortare än längden av huvud och mellankropp tillsammans. Antennerna har tre segment. ................................................................ gå till 6

6 a) Kroppen är stor och 19-24 mm lång På huvudet har djurets mundelar anpassats för

stickande, penetrering och sugande. .......................................................... Tabanus bovinus b) Kroppen är kortare än ovan .................................................................................. gå till 7

7 a) Kroppen är 8-9 mm lång. Mundelarna har många hårliknande strukturer. Mundelarna är

anpassade för att slicka och suga upp föda. ................................................. Lucilia sericata b) Kroppen är kortare än ovan och ca 2,5 mm lång.. ................................................. gå till 8

8 a) Hanen har svarta fläckar på vingarna och har inte en sågliknande äggläggare. Honan

har en sågliknande äggläggare och saknar svarta fläckar på vingarna. ................................................................................................................. Drosophila suzukii b) Hanen saknar svarta fläckar på vingarna och har inte en sågliknande äggläggare. Honan har inte en sågliknande äggläggare och saknar svarta fläckar på vingarna ............................ ....................................................................................................... Drosophila melanogaster

EUSO 2018 – Appendix B

2/2

9 a) Djuret är segmenterat till två delar: cephalothorax (huvud och mellankropp

tillsammans) respektive bakkropp. På cephalothorax finns 4 par tydliga ben samt 2 mundelar och främre utskott. ............................................................................... Pardosa sp. b) Kroppen är annorlunda än ovan/ djuret har fler lemmar ..................................... gå till 10

10 a) Kroppen är segmenterad i huvud och övrig kropp. Den övriga kroppen är segmenterad i

mycket likartade kroppssegment. Djuret har ett par ben på varje segment. På huvudet har djuret ett par antenner, ett par frontkäkar (mandiblar) och ett eller två par av bakre käkar (maxilla).. ......................................................................................................... Lithobius sp. b) Kroppen är tillplattad. Djuret har två par antenner. Främre antennparet är kort och ogrenat. Det bakre antennparet är längre och välutvecklat. Vanligtvis har djuret 14 lemmar som djuret använder för att gå med ............................................................ gå till 11

11 a) De främre antennerna är väl synliga. Den bakersta delen av kroppen (abdomen) är

synligt tvådelad. På bakersta kroppsdelen har djuret 2 ben (uropoder) och längst bak på kroppen en utskjutande ”ben”-del med en förgrening. ................................. Porcello scaber b) Djuret är annorlunda ovan. .................................................................................. gå till 12

12 a) Båda antennparen är synliga (ett par är korta och ett par är längre). Den bakre delen av

bakkroppen (abdomen) hålls samman. På den bakersta delen av kroppen har djuret 2 förgrenade ben (uropoder) ......................................................................... Asellus aquaticus b) Djuret är annorlunda än ovan. ............................................................................. gå till 13

13 a) Det främre paret av gångbenen är omvandlade till jättestora klor. Djuret har fyra par

gångben och i slutet av kroppen en struktur som liknar en stjärtfena ....................................................................................................................... Astacus astacus b) Kroppen är tillplattad i sidled .............................................................................. gå till 14

14 a) Kroppen är tillplattad i sidled utan synlig cephalothorax (sammanväxt huvud och

mellankropp). Det främsta gångben-paret är omvandlat till små klolika strukturer. Tredje till sjunde benparet är till för att gå. På bakkroppen har djuret uropoder som hjälper djuret att simma.. .................................................................................................. Gammarus pulex b) Kroppen är tillplattad i sidled. Den har ett runt format yttre skelett (carapace). På huvudet har djuret ett stort facettöga. Det andra antennparet är anpassat för filtrering av vatten och för att simma. ............................................................................. Daphnia magna

UPPGIFT B SVARSHÄFTE

LAND OCH GRUPPKOD: SWEDEN – TEAM A

NAMN: NAMNTECKNING:

NAMN: NAMNTECKNING:

NAMN: NAMNTECKNING:

Uppgift B – Svarshäfte

SWEDEN

TEAM B

1/30

Experiment 4 98,5 poäng Tabell 4.1.1 25 poäng

Rör nummer Artens namn på latin Leddjur underklass (clade) 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Fråga 4.1.2 4 poäng

Latinskt namn för organsimerna i rör X:

Tabell 4.1.3 10 poäng Kroppsdel Nummer i figuren Insektsmundelar Mellankropp Bakkropp Segmenterade ben Huvud Punktöga Facettöga Cephalothorax Antenn klubbor Vingar Ingång till andningssystemet


SWEDEN

TEAM B

2/30

Fråga 4.1.4 2 poäng Ta reda på rätt påstående för Drosophila suzukii och Drosophila melanogaster (flera svar kan vara möjliga).

Svar (A-D):

Fråga 4.1.5 3 poäng Välj substanser som lockar bananflugor till fällan. (flera svar kan vara rätt).

Svar (A-I):

Fråga 4.1.6 1 poäng Forskare rekommenderade att man skulle tillsätta en droppe tensid i fällan tillsammans med substansen som skulle locka till sig bananflugorna. Kan du ge vinodlarna en rimlig förklaring till varför man ska göra det? (ett svar är rätt)

Svar (A-G):

Tabell 4.1.7 12 poäng Markera i tabellen nedan med ett X förekomsten av arten i proven från olika vingårdar:

Arter 1. Vingård 2. Vingård 3. Vingård

Drosophila melanogaster

Drosophila suzuki


SWEDEN

TEAM B

3/30

Korsningsschema 4.1.8 24,5 poäng Korsningsschema 4.1.8 görs färdigt på det separata pappret märkt “Task B – Experiment 4, Scheme 4.1.8”. Schemat finns i kuvertet. Slutför korsningsschemat och bifoga till gula svarshäftet!

Tabell 4.1.8a 4 poäng Beräkna den procentuella fördelningen av flugorna med de angivna fenotyperna (kön och ögonfärg) i andra generationen (F2) för det vänstra respektive högra korsningsschemat.

Beskrivning Procentuell fördelning för vänstra schemat (%)

Procentuell fördelning för högra schemat (%)

Honor med röda ögon

Honor med vita ögon

Hannar med röda ögon

Hannor med vita ögon

Fråga 4.1.8b 2 poäng Vilken av allelerna är dominant respektive recessiv: Ange dominant allel med D och recessiv allel med R. X+

Xw

Fråga 4.1.8c 2 poäng En mutation för antalet kromosomer upptäcktes hos en bananfluga. Forskarna upptäckte att den art de studerat hade två X-kromosomer två Y-kromosomer och två haploida uppsättningar av autosoma kromosomer (ej könskromosomer). Bestäm vilket kön den muterade individen hade. (Endast ett svar är rätt)

Svar (en från A-C):

Tabell 4.1.9 4 poäng Ta reda på vilka genotyper som är möjliga för parentalerna (föräldrarna) för bananflugan i figuren. Flera rätt svar är möjliga).

Svar (A-F):


SWEDEN

TEAM B

4/30

Tabell 4.1.10 5 poäng En mutation (m) förekommer hos bananfluge-populationen som odlats i laboratoriet. Ett prov innehöll 102 honor och 50 hanar som ej var muterade. Dessutom fanns 0 honor och 48 hanar som hade mutationen. Identifiera genotypen för parental (föräldra)-generationen och delar av avkomman. För in det rätta tecknet + för icke-muterad och M för muterad. För in det i tabell 4.1.10 i svarshäftet. Tabell.


SWEDEN

TEAM B

5/30

Experiment 5 100 poäng Ersatt material Handledare och student signerar ifall man fått material ersatt:

Ersatt material Poäng Handledare Student

–5

–5

–5

–5

–5


pH-värde för den tredje buffertlösningen:

Handledarens signatur:

Beräkningar för relativt fel i %:

Relativt fel = %


SWEDEN

TEAM B

6/30

Tabell 5.2.1a 10 poäng Värden för den första titreringen av 0.1000 M HCl-lösning. Fyll i skuggade rutor.



V (NaOH) [mL] pH medel V [mL] ΔpH/ΔV medel(medel V) [mL] Δ(ΔpH/ΔV)/ΔV

0.0

4.0

8.0

12.0

16.0

18.0

18.5

19.0

19.5

20.0

20.5

21.0

21.5

22.0

25.0


SWEDEN

TEAM B

7/30

Tabell 5.2.1b 10 poäng Värden för den andra titreringen av 0.1000 M HCl-lösning.




0.0

4.0

8.0

12.0

16.0

18.0

18.5

19.0

19.5

20.0

20.5

21.0

21.5

22.0

25.0


SWEDEN

TEAM B

8/30

Tabell 5.2.1c (10 poäng) Värden för den frivilliga titreringen av 0.1000 M HCl-lösning (om något skulle gå fel).




0.0

4.0

8.0

12.0

16.0

18.0

18.5

19.0

19.5

20.0

20.5

21.0

21.5

22.0

25.0

Ringa in de två titreringar du väljer att få bedömda:

Första (Tabell 5.2.1a) / Andra (Tabell 5.2.1b) / Frivilliga (Tabell 5.2.1c) titreringen.


SWEDEN

TEAM B

9/30


Beräkna inflektionspunkten för båda valda titreringar och lämna den ovalda rutan tom.

Beräkning för den första titreringen:

Beräkning för den andra titreringen:

Beräkning för den tredje titreringen:


SWEDEN

TEAM B

10/30

Inflektionspunkter (ringa in vald titrering):

Inflektionspunkt för den första/andra/frivilliga titreringen är __________ .


Välj den inflektionspunkt du kommer använda för kommande beräkningar:__________ .

Fråga 5.2.3 5 poäng Beräkna den exakta koncentrationen för 0.1 M NaOH-lösningen utifrån det värde du valt som inflektionspunkt. Resultatet ska avrundas till tre värdesiffror.

Beräkningar:

Exakt koncentration för NaOH-lösningen är: __________ .


SWEDEN

TEAM B

11/30

Tabell 5.3.1a 12 poäng Värden för den första titreringen av vinprovet. Tillsätt 1.5 mL NaOH-lösning stegvis (1.5 mL,

3.0 mL, 4.5 mL, etc., stoppa vid 24.0 mL).





SWEDEN

TEAM B

12/30

Tabell 5.3.1b 12 poäng Värden för den andra titreringen av vinprovet. Tillsätt 1.5 mL NaOH-lösning stegvis (1.5 mL,

3.0 mL, 4.5 mL, etc., stoppa vid 24.0 mL).





SWEDEN

TEAM B

13/30

Tabell 5.3.1c (12 poäng) Värden för den frivilliga titreringen av vinprovet. Tillsätt 1.5 mL NaOH-lösning stegvis (1.5

mL, 3.0 mL, 4.5 mL, etc., stoppa vid 24.0 mL).



V (NaOH) [mL] pH medel V [mL] ΔpH/ΔV medel(medelqd V) [mL] Δ(ΔpH/ΔV)/ΔV

Ringa in de två titreringar du väljer att få bedömda:

Första (Tabell 5.3.1a) / Andra (Tabell 5.3.1b) / Frivilliga (Tabell 5.3.1c) titreringen.


SWEDEN

TEAM B

14/30


Beräkna infelktionspunkten för båda valda titreringar och lämna en ruta tom.

Beräkning för den första titreringen:

Beräkning för den andra titreringen:

Beräkning för den frivilliga titreringen:


SWEDEN

TEAM B

15/30

Inflektionspunkter (ringa in vald titrering):



Välj den inflektionspunkt du kommer använda för kommande beräkningar:__________ .

Fråga 5.3.3 9 poäng Beräkna TA i gram vinsyra per liter prov med hjälp av det värde du valt som inflektionspunkt vid titreringen av vinprovet. Resultatet ska avrundas till tre värdesiffror.

Momassa för vinsyra är__________ .

Beräkning av TA:

TA är __________.

Fråga 5.4.1 6 poäng Skriv upp pH-värdet för ditt vinprov (efter en ny kalibrering med buffertar med pH 7.00 och

pH 4.00).

pH-värde för vinprovet är___________.

Fråga 5.4.2 4 poäng Skriv det lämpliga intervallet av fritt SO2 som behövs för ditt vinprov.

Ett lämpligt intervall av fritt SO2 är från __________ till ___________.


SWEDEN

TEAM B

16/30

Experiment 6 61 poäng Extrautrustning Handledare och student signerar när extrautrustning behövs:

Extrautrustning Poäng Handledare Student

Viskosimeter 0

–5

–5

Mätglas –5

Vinprov –5

–5

Fråga 6.1.1 2 poäng Mät den totala indikerade volymen i de båda plaströren när 15 ml vatten hällts i från mätröret.

Totalvolym 𝑉0:

Tabell 6.1.2 8 poäng

V1 Vatten Prov A Prov B Prov C

13.0 ml 0 s 0 s 0 s 0 s 0 s 0 s 0 s 0 s

12.0 ml

11.0 ml

10.0 ml

9.0 ml

8.0 ml


SWEDEN

TEAM B

17/30


𝑉1 𝛥𝑉 = 𝑉1 − 𝑉2 𝛥𝑉(𝑡)

𝛥𝑉(𝑡 = 0) log10

𝛥𝑉(𝑡)𝛥𝑉(𝑡 = 0)

13.0 ml ΔV(t = 0) =11 ml 1.00 0.000

12.0 ml

11.0 ml

10.0 ml

9.0 ml

8.0 ml

Graf 6.1.4 18 poäng Rita graferna för alla 4 proven på ett millimeterpapper, märk detta 6.1.4, sätt fast en etikett med er lagkod (och lägg det i svarskuvertet när ni genomfört nästa uppgift).


SWEDEN

TEAM B

18/30

Tabell 6.1.5 14 poäng Beräkningar av linjers lutningar och av halveringstider

Vätska Linjens lutning Halveringstid 𝜏 Viskositet

Vatten 0.89 mPa s

Prov A

Prov B

Prov C


SWEDEN

TEAM B

19/30

Fråga 6.1.6 1 mark Vad skulle viskositeten för vatten bli om kapillärröret skulle vara dubbelt så tjockt (ha en innerdiameter som var dubbelt så lång) men i övrigt såg likadant ut?

Svar (A, B eller C):

Fråga 6.1.7 2 poäng Hur länge skulle vi behöva vänta på att volymen av Prov C i plaströret skulle minska ner till 7,8 ml om 𝑉0 = 15,0 ml och tidtagaruret startas vid markeringen 13 ml?

Fråga 6.1.8 2 poäng Vilka förändringar skulle göra att halveringstiden skulle minska? Ange alla alternativ som är möjliga.

Svar (A-F):

Fråga 6.2.1 1 poäng Använd grafen för att bestämma viskositeten för vatten vid 80 °C.

Viskositeten för vatten vid 80 °C:

Beräkningar:

𝑡 =


SWEDEN

TEAM B

20/30

Fråga 6.2.2 2 poäng Ange hur stor rinntidens halveringstid skulle vara för vatten vid 80 °C om den bestämdes med hjälp av er viskosimeter. Använd i beräkningarna det värde på halveringstid som ni tidigare fick fram.

Beräkningar:

𝜏(vatten vid 80 °C) =

Fråga 6.3.1 2 poäng Granska Martins beräkningar och leta upp den rad där han gör sitt första misstag som påverkar svaret.

Nummer på den linje där han gör sitt första misstag (1-7):

Fråga 6.3.2 2 poäng Rätta till hans misstag och beräkna det korrekta värdet på viskositeten för det sötade vattnet.


SWEDEN

TEAM B

21/30

Korrekt beräkning:

𝜂 =


SWEDEN

TEAM B

22/30

Fråga 6.3.3 4 poäng Beräkna längden på kapillärröret om man använder Martins strategi, och dess diameter om man använder Ninas strategi.

Beräkningar:

Kapillärlängd för Martin:

Kapillärdiameter för Nina:


SWEDEN

TEAM B

23/30

Experiment 7 39 poäng Extra materiel Handledare och student signerar när extra materiel begärs:

Extra materiel Poäng Handledare Student

Kapillärrör (+10) 0

–5

–5

Vin- eller etanolprov –5


Uppmätt höjd i kapillärröret

Vätska Nr 1 Nr2 Nr 3 Nr 4 Nr 5 Nr 6 Medel Fel

Vatten

Prov A

Prov B

Prov C

10 % etanol

20 % etanol

Graf 7.1.2 5 poäng Rita grafen på millimeterpapper, märk det 7.1.2, klistra fast ett klistermärke med er lagkod på det och placera det svarskuvertet (det som innehåller allt som ska bedömas) efter att ni löst nästa uppgift.


SWEDEN

TEAM B

24/30


Etanol-innehåll (vol. %)

Prov A

Prov B

Prov C

Tabell 7.1.4 1 poäng Bestäm vilka Prov-par som man med säkerhet kan särskilja utifrån sitt etanolinnehåll, baserat på det absoluta felet som räknats ut i Tabell 7.1.1.

Markera med 1 de Prov-par som kan särskiljas, och med 0 de Prov-par som inte kan särskiljas.

Prov A Prov B Prov C

Prov A

Prov B

Prov C


SWEDEN

TEAM B

25/30

Fråga 7.1.5 3 poäng Antag att ytspänningen för det avjoniserade vattnet i ert laboratorium är 72.0 mPa s, och använd er av att höjden på vätskepelaren är linjärt proportionell mot ytspänningen för att beräkna ytspänningen för vätskan med 10 volym-% alkohol. Bestäm hur stort felintervallet är för det slutgiltiga värdet genom att använda de fel ni beräknat i Tabell 7.1.1.

Fråga 7.1.6 2 poäng Om vi vill vara mer noggranna och ta hänsyn till både densiteten ρ och ytspänningen 𝛾, vilket av uttrycken nedan ska vi då använda oss av för att visa vad vätskehöjden är proportionell mot (ett svar är korrekt)?

Svar (A-E):

Beräkningar:

𝛾10% = ± mPa s


SWEDEN

TEAM B

26/30

Fråga 7.2.1 1 poäng Hur högt kommer vattnet att stiga på grund av kapillärkrafter i en växttraké som har en innerdiameter på 50 μm?

Beräkningar:

ℎ =


SWEDEN

TEAM B

27/30

Fråga 7.2.2 2 poäng Volymen 25 μl finns markerad på kapillärröret genom en svart ring. Mät kapillärrörets längd från den svarta ringen till den spets som ligger längst bort från ringen, och använd detta mätvärde för att beräkna innerradien på kapillärröret.

Längd mellan kapillärrörets spets och den svarta ringen:

Beräkning av rörets innerradie:

𝑟 = .


SWEDEN

TEAM B

28/30

Fråga 7.2.3 3 poäng Läs av i grafen vilken ytspänning vatten har vid 20 °C och vid 80 °C och för in värdena nedan.

Beräkna, utan att använda er av era mätningar, hur hög vattenpelaren skulle bli i 25 μl-kapillärröret om ni genomförde mätningen vid temperaturen 80 °C.

Vattnets ytspänning vid 20 °C:

Vattnets ytspänning vid 80 °C:

Beräkningar av höjd på vattenpelare orsakad av kapillärkraft:

ℎ = .


SWEDEN

TEAM B

29/30


Beräkningar av, och värde på, kraften på droppen på grund av ytspänning:

𝐹 = .


SWEDEN

TEAM B

30/30

Fråga 7.2.5 3 poäng Beräkna ytspänningen på droppen i Fråga 7.2.4 och uppskatta droppens temperatur genom att använda Graf 7.1.

Beräkningar:

Ytspänning γ:

Temperatur 𝑇:

uppgift b - eusoeuso.se/wp-content/uploads/euso-2018-uppdrag-b.pdf · 2018. 8. 13. · euso 2018...

Documents