Matematik og kemi

Opgaveformulering

Gør rede for hvordan matematiske modeller kan bruges til at opklare kemiske reaktioners kinetik og forklar specielt, hvilken model enzymreaktioner følger.
Nedbrydningen af alkohol foregår hovedsageligt i leveren. Opstil en differentialligning for, hvordan mængden af alkohol i kroppen udvikler sig med tiden og bestem løsningen til differentialligningen. Gør rede for, hvilken rolle enzymers rumlige struktur og overflade spiller for deres funktion og giv eksempler på coenzymers funktion.
Enzymets effektivitet er vigtig. Gør kort rede for, hvordan man eksperimentelt kan bestemme et enzyms "Turnover-rate" (= V_max).
Du skal på … (reference til ekstern institution) udføre 1) En undersøgelse af alkoholdehydrogenases specificitet og 2) Bestemmelse af ethanolindholdet i en medbragt prøve.
Besvarelsen skal i forbindelse med det eksperimentelle arbejde indeholde

• en redegørelse for teorien for de eksperimentelle metoder 
• en beskrivelse af, hvordan det eksperimentelle arbejde er blevet udført 
• en gennemgang af de udførte målinger og beregninger 
• en vurdering af resultaterne.

Opgaveformulering

Farvestoffer tilsættes en række fødevarer, heriblandt sodavand. Disse farvestoffer kan være syntetisk fremstillede eller udtræk fra naturprodukter. Der er grænser for hvor stor en mængde af sådanne farvestoffer, der må tilsættes fødevarer. Du skal udføre en kvantitativ undersøge indholdet af farvestof i en udvalgt sodavand. Der skal arbejdes med en sodavand, som indeholder mere end ét farve-stof. Det eksperimentelle arbejde udføres på skolen.

• Redegør for den fysisk-kemiske baggrund for farvedannelse i vandige opløsning af et farvestof
• Redegør for de valgte farvestofs kemiske opbygning
• Udfør en syntese af et af azo-farvestof
• Redegør for den matematiske model som Lambert-Beers lov er udtryk for og for hvilken betydning det har at der er flere farvestoffet i samme opløsning
• Gennemfør en kvantitativ undersøgelse til bestemmelse af indholdet af farvestoffer i en udvalgt sodavand med to eller flere farvestoffer i
• Benyt lineær regression, som udgangspunkt for en kvantitativ bestemmelse af indholdet af farvestoffer i sodavanden
• Redegør for den matematiske baggrund for lineær regression
• Hvis man skal gennemføre en kvantitativ bestemme af indholdet af farvestoffer i en opløsning, vil der et sæt af ligninger med flere ubekendte. Forklar den matematiske baggrund for dette og angiv matematiske metoder til løse dette
• En grundig redegørelse for anvendte eksperimentelle metoder
• Diskuter anvendelsen af farvestoffer i fødevarer

Opgaveformulering

Destillation er en vigtig proces til separation af stofblandinger. Metoden benyttes ofte i almindeligt laboratoriearbejde, men er også anvendt i industriel sammenhæng. En række faktorer har indflydelse på resultatet af en destillation.

• Redegør kort for strukturer i kemiske forbindelser, som har væsentlig betydning for deres kogepunkter.
• Beskriv hvad der sker i væskeblandingen henholdsvis gasfasen ved en destillation
• Redegør kort for forskellige typer af destillation
• Beskriv hvad der forstås ved en azeotrop blanding og dets betydning for destillation
• Bestem eksperimentelt kogepunktet for ethanol
• Redegør for udledningen af ligevægtsligningen for destillation med udgangspunkt i Raoults lov, og beregn ud fra dette udtryk ligevægtskurven for vand-ethanol, idet Antoine's damptryksligning benyttes (se bilag 1).

I skolens laboratorium skal du udføre en kvantitative undersøgelser af destillation af vand-ethanolblanding. Du skal undersøge forskellige faktorers betydning for resultatet af destillation. Der udføres eksempler på simpel og fraktioneret destillation (se bilag 2). Gaschromatografi benyttes som eksperimentel metode til bestemmelse af ethanolindholdet i et destillat (se bilag 3).
Besvarelsen skal i forbindelse med det eksperimentelle arbejde indeholde

• en gennemgang af teorien bag de benyttede eksperimentelle metoder
• en beskrivelse af, hvordan det eksperimentelle arbejde er blevet udført
• en gennemgang af de udførte målinger og beregninger
• en vurdering af resultaterne.

Besvarelsens omfang: 15-20 sider, hvortil kommer bilag i form af eksperimentelle data, grafer og lignende.

Opgaveformulering

Farvestoffer tilsættes en række fødevarer for, at disse kan få et bestemt visuelt indtryk. De anvendte farvestoffer kan være syntetisk fremstillede eller udtræk fra naturprodukter. Af sundhedsmæssige årsager er der grænser for hvor stor en mængde af farvestoffer, der må tilsættes fødevarer.

• Beskriv kort forskellige typer af farvestoffer, der må tilsættes levnedsmidler.
• Omtal kort hvad farvestoffernes E-nummer, ADI-værdier og Positivlisten betyder.
• Redegør for den fysiske og kemiske baggrund for dannelse af farver i organiske farvestoffer.
• Giv eksempler på organiske farvestoffer og omtal deres struktur.
• Undersøg ved at benytte TLC hvilke farvestoffer, der er tilsat sort og rød kaviar (se bilag 1 og bilag 3).

I skolens laboratorium skal du udføre en kvantitativ undersøge af farvestofindholdet i en række orange/gule drikkevarer (se bilag 2 for mulige valg) ved hjælp af spektrofotometri (se bilag 4). Resultatbehandlingen vil inddrage matematik.

• Redegør for den matematiske model som Lambert-Beers lov er udtryk for, og for hvilken betydning det har, at der er flere farvestoffet i samme opløsning
• Benyt lineær regression i den kvantitative analyse af data og omtal kort denne matematiske metode.
• Omtal kort determinantmetoden (se bilag 5) og hvorledes den kan benyttes til kvantitativ bestemmelse af farvestoffer i en blanding af flere farvestoffer. Benyt metoden i din analyse af eksperimenterne.

Besvarelsen skal i forbindelse med det eksperimentelle arbejde indeholde

• en gennemgang af teorien bag de benyttede eksperimentelle metoder
• en beskrivelse af, hvordan det eksperimentelle arbejde er blevet udført
• en gennemgang af de udførte målinger og beregninger
• en vurdering af resultaterne.

Besvarelsens omfang: 15-20 sider, hvortil kommer bilag i form af eksperimentelle data, grafer og lignende.