Związki arsenu wchodzą w skład preparatów stosowanych do zwalczania chwastów. Jednak
związki te są niebezpieczne dla zwierząt, dlatego ważna jest kontrola ich występowania
w środowisku naturalnym. Aby sprawdzić, jaką ilość związków arsenu zawiera badany
materiał organiczny, pobrane próbki spala się, co umożliwia przemianę obecnych w próbce
związków arsenu w tlenek arsenu(V). Tak otrzymaną suchą pozostałość poddaje się działaniu
rozcieńczonego kwasu solnego, dzięki czemu tlenek arsenu(V) w reakcji z wodą przekształca
się w rozpuszczalny w wodzie kwas ortoarsenowy(V) H3AsO4. Następnie należy zredukować
otrzymany kwas ortoarsenowy(V) do kwasu ortoarsenowego(III) za pomocą chlorku cyny(II)
w obecności katalizatora. Po dodaniu metalicznego cynku do roztworu zawierającego kwas
ortofosforowy(III) arsen oddziela się od reszty składników w postaci AsH3, który jest gazem.
Na podstawie: D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, Podstawy chemii analitycznej, t. 1,
Warszawa 2006, s. 12–14.
Reakcja kwasu ortoarsenowego(III) z metalicznym cynkiem w obecności kwasu solnego jest reakcją utleniania-redukcji i przebiega zgodnie
z poniższym równaniem:
H3AsO3 + 3Zn + 6HCl → AsH3 + 3ZnCl2 + 3H2O
a)
Oceń, jaką funkcję (reduktora czy utleniacza) pełni w opisanej reakcji cynk i napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie procesu, któremu metal ten ulega.
b)
Określ, jaka liczba moli elektronów ulega wymienianie podczas tworzenia jednego mola AsH3.
Uniwersalny papierek wskaźnikowy zabarwił się na niebiesko po zanurzeniu w roztworach znajdujących się w probówkach .
Uniwersalny papierek wskaźnikowy nie zmienił zabarwienia po zanurzeniu w roztworach znajdujących się w probówkach: .
Reakcja hydrolizy zaszła w roztworach znajdujących się w probówkach: .
Papierek uniwersalny zanurzony w roztworze znajdującym się w probówce III zabarwił się na
różowo.
b)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, której efektem była zmiana zabarwienia papierka uniwersalnego po zanurzeniu w roztworze znajdującym się w probówce III.
Na podstawie: J. Chlebińska, Anatomia i fizjologia człowieka, Warszawa 1986.
14.1. (0–1)
Wypisz ze schematu oznaczenia literowe wszystkich elementów budowy oka, które
wchodzą w skład układu optycznego, oraz podaj ich nazwy.
14.2. (0–1)
Oceń, czy poniższe stwierdzenia dotyczące siatkówki oka człowieka są prawdziwe.
Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Czopki siatkówki odpowiadają za widzenie barwne, a pręciki siatkówki – za czarno-białe.
P
F
2.
Plamka żółta jest obszarem siatkówki, w którym pręciki występują w największym zagęszczeniu.
P
F
3.
W obszarze tarczy nerwu wzrokowego nie występują ani czopki, ani pręciki.
P
F
14.3. (0–2)
Określ, jaką funkcję w procesie widzenia pełnią w ludzkim oku:
Jętki należą do owadów związanych ze środowiskiem wodnym. Osobniki dorosłe żyją zaledwie
kilka dni i giną zaraz po kopulacji i złożeniu jaj. Mają ciało pokryte cienkim, chitynowym
oskórkiem. Odwłok jest zakończony długimi wyrostkami. Na głowie znajdują się duże oczy
złożone i para krótkich, wieloczłonowych czułków. Aparat gębowy jest silnie uwsteczniony,
gdyż postaci dorosłe nie pobierają pokarmu.
Jaja składane są do wody, gdzie rozwijają się larwy. Mają one bardzo dobrze rozwinięty
gryzący aparat gębowy i zasiedlają najczęściej dno koryta rzeki, odżywiając się zgromadzoną
tam martwą materią organiczną. Dorastająca larwa linieje od 15 do 30 razy. W wyniku
przedostatniego linienia powstaje uskrzydlone subimago. Jego jelito nie zawiera już treści
pokarmowej, ale gaz ułatwiający wypłynięcie na powierzchnię wody i jej opuszczenie. W ciągu
24 godzin owad linieje po raz ostatni, przechodząc w postać dojrzałą.
Dawniej jętki występowały powszechnie w rzekach Europy. Obecnie albo wyginęły, albo
znajdują się na listach gatunków zagrożonych wyginięciem. Jętki są bardzo wrażliwe
na zanieczyszczenia wody i inne zmiany jej parametrów fizykochemicznych.
Poniższy rysunek przedstawia osobnika dorosłego i larwę bez zachowania skali.
Na podstawie: Z. Strzelecki, Kolekcja Przyrodnicza Pracowni Dydaktyki UMK w Toruniu, http://www.mp.umk.pl;
http://www.wigry.org.pl
10.1. (0–1)
Na podstawie tekstu i rysunku podaj dwie cechy budowy morfologicznej jętek, które
występują wyłącznie u owadów.
10.2. (0–1)
Określ typ przeobrażenia występującego u jętki. Odpowiedź uzasadnij.
Typ przeobrażenia:
Uzasadnienie:
10.3. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych.
Narządem analogicznym do wypełnionego powietrzem przewodu pokarmowego jętki jest
rezonator płaza.
pęcherz pławny ryby.
pęcherz moczowy ssaka.
zestaw worków powietrznych ptaka.
10.4. (0–1)
Określ, czy larwy jętek mogą służyć jako bioindykatory czystości wód. Odpowiedź
uzasadnij, odnosząc się do zakresu tolerancji larw jętek na zanieczyszczenia
środowiska.
Pompa jonowa Na+/K+ zależna od ATP (czyli działająca jedynie w obecności ATP) to białko
transportujące jony przez błonę komórkową: Na+ na zewnątrz komórki, a K+ do wnętrza
komórki, tzn. z miejsca o niskim stężeniu danego jonu do miejsca o wysokim jego stężeniu.
Badacze postanowili sprawdzić aktywność dwóch wariantów tego białka pochodzących
od nowo odkrytych szczepów bakterii Vib-7 i Rod-9 w zależności od temperatury i pH. Wyniki
badań przedstawiono na poniższych wykresach.
Na podstawie: I. Kushkevych i wsp., Activity of Na+/K+-activated Mg2+-dependent ATP-hydrolase in the cell-free extracts of the
sulfate-reducing bacteria Desulfovibrio piger Vib-7 and Desulfomicrobium sp. Rod-9, „Acta Veterinaria Brno”, 84(1), 2015.
3.1. (0–1)
Określ optymalną temperaturę i wartość pH dla działania pompy jonowej Na+/K+ zależnej
od ATP pochodzącej ze szczepu Vib-7.
Optymalna temperatura: Optymalne pH:
3.2. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A albo B oraz jej uzasadnienie 1. albo 2.
W temperaturze 35°C i przy pH 6,5 szybciej transportować jony będzie wariant pompy Na+/K+
pochodzący ze szczepu
A.
Vib-7,
ponieważ
1.
są to optymalne warunki do działania tego wariantu.
B.
Rod-9,
2.
w tych warunkach jest on bardziej aktywny od drugiego wariantu.
3.3. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego opisana we wstępie do zadania pompa jonowa Na+/K+ wymaga
do działania ATP.
Na poniższym rysunku przedstawiono jeden z etapów translacji. Literami: E, P i A zaznaczono
trzy miejsca funkcyjne rybosomu.
https://pl.khanacademy.org
2.1. (0–1)
Podaj nazwę aminokwasu oznaczonego na rysunku literą X.
Nazwa aminokwasu:
2.2. (0–1)
Oceń czy poniższe stwierdzenia dotyczące rybosomów w komórkach eukariotycznych
są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Funkcjonalny rybosom w komórce eukariotycznej składa się z dwóch podjednostek: małej i dużej, które są zbudowane z białek i rRNA.
P
F
2.
Wszystkie rybosomy w komórce eukariotycznej są jednakowej wielkości i pełnią te same funkcje.
P
F
3.
W komórkach eukariotycznych białka produkowane na eksport powstają na rybosomach związanych z siateczką śródplazmatyczną.
P
F
2.3. (0–2)
Do funkcji rybosomu 1.–4., pełnionych podczas translacji przez poszczególne miejsca
funkcyjne rybosomu, przyporządkuj ze schematu ich odpowiednie oznaczenia wybrane
spośród: E, P lub A.
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały one prawdziwe informacje dotyczące
translacji. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.
Do połączenia podjednostek rybosomu dochodzi tylko w przypadku przyłączenia do (małej / dużej) podjednostki odpowiedniego rodzaju kwasu nukleinowego – (tRNA / końca 3ʹ mRNA / końca 5ʹ mRNA). Zachodzi wtedy proces (inicjacji / elongacji / terminacji) translacji.
Dysocjacja kwasu ortoarsenowego(V) w roztworach wodnych przebiega trójstopniowo.
Etap
Równanie reakcji
Stała dysocjacji
I
H3AsO4 + H2O ⇄ H2AsO–4 + H3O+
Ka1 = 5,6 · 10–3
II
H2AsO–4 + H2O ⇄ HAsO2–4 + H3O+
Ka2 = 1,7 · 10–7
III
HAsO2–4 + H2O ⇄ AsO3–4 + H3O+
Ka3 = 3,0 · 10–12
Podane wartości stałych dysocjacji odnoszą się do temperatury 25°C.
Na podstawie: F. Cotton, G. Wilkinson, P. Gaus, Chemia nieorganiczna, Warszawa 2002.
Napisz wzór jonu, którego stężenie w roztworze wodnym kwasu ortoarsenowego(V) jest
największe i wzór jonu, którego stężenie w tym roztworze jest najmniejsze.
Reakcja aldolowa, przebiegająca w środowisku rozcieńczonej zasady, prowadzi do połączenia
dwóch cząsteczek aldehydu lub ketonu i utworzenia wiązania między atomem węgla α jednej
cząsteczki i karbonylowym atomem węgla drugiej cząsteczki. Produktem jest
β-hydroksyaldehyd (aldol) lub β-hydroksyketon. Reakcji ulegają wszystkie aldehydy i ketony
zawierające atomy wodoru α, czyli atom wodoru zlokalizowany przy atomie węgla połączonym
z grupą aldehydową lub ketonową.
Jeśli etanal zostanie poddany działaniu zasady, takiej jak etanolan sodu lub wodorotlenek
sodu, wówczas zachodzi szybka, odwracalna reakcja:
Na podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2003.
31.1. (0–1)
Napisz nazwę systematyczną produktu reakcji aldolowej etanalu.
31.2. (0–1)
Napisz równanie reakcji aldolowej propanalu. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe)
związków organicznych.
Poniższy wykres przedstawia zależność rozpuszczalności molowej – czyli stężenia molowego
substancji w jej roztworze nasyconym – wodorotlenku glinu od pH roztworu wodnego
w temperaturze 25°C. W tym ujęciu rozpuszczalność związku uwzględniła powstawanie
rozpuszczalnych produktów reakcji, jakim ten związek ulega w zależności od pH roztworu.
Na podstawie: G. Charlot, Analiza nieorganiczna jakościowa, Warszawa 1976.
Napisz, jaka właściwość chemiczna wodorotlenku glinu decyduje o zmianach
rozpuszczalności tego związku przedstawionych na wykresie. Napisz w formie jonowej
skróconej równania reakcji potwierdzające charakter chemiczny wodorotlenku glinu.
Przygotowano wodne roztwory czterech soli: azotanu(V) sodu, fluorku sodu, chlorku amonu
i azotanu(III) amonu, o takim samym stężeniu molowym równym 0,1 mol∙dm–3.
11.1. (0–1)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej w roztworze chlorku
amonu.
11.2. (0–1)
Określ, jaką funkcję (kwasu czy zasady Brønsteda) pełni woda w reakcji zachodzącej
w roztworze fluorku sodu.
Przygotowano wodne roztwory czterech soli: azotanu(V) sodu, fluorku sodu, chlorku amonu
i azotanu(III) amonu, o takim samym stężeniu molowym równym 0,1 mol∙dm–3.
Napisz wzory sumaryczne tych soli w kolejności wzrastającego pH ich wodnych
roztworów.
Stężeniowa stała równowagi reakcji przebiegającej zgodnie z równaniem:
H2 (g) + CO2 (g) ⇄ CO (g) + H2O (g) ΔHor = 41,17 kJ ⋅ mol-1
w temperaturze 800 K wynosi 0,24.
Do zamkniętego reaktora o stałej objętości wprowadzono 2 mole CO2 i 2 mole H2.
W reaktorze, w którym utrzymywano temperaturę 800 K, ustalił się stan równowagi opisanej
reakcji.
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997, s. 144.
Napisz wyrażenie na stałą równowagi opisanej reakcji.
Reakcja wodoru z jodem w fazie gazowej przebiega zgodnie z równaniem:
H2 (g) + I2 (g) ⇄ 2HI (g) ΔH > 0
Do zamkniętego reaktora wprowadzono wodór i pary jodu, uzyskując stężenie początkowe
wodoru równe 1,5 mol · dm−3, a jodu 1,0 mol · dm−3 i utrzymując stałą temperaturę.
Szybkość reakcji chemicznej zależy od stężenia substratów. Równanie kinetyczne opisujące
tę zależność dla syntezy jodowodoru ma postać: v = k ⋅ cH2 ⋅ cI2,
gdzie v jest szybkością reakcji, k jest stałą szybkości reakcji, która nie zależy od stężeń
substratów, a cH2 i cI2 oznaczają stężenia substratów reakcji.
a)
Wykonując obliczenia, określ, jak zmieni się (wzrośnie czy zmaleje) i ile razy szybkość tej reakcji po przereagowaniu 50% początkowej ilości jodu w stosunku do szybkości początkowej.
b)
Oceń, jak zmieni się wydajność tworzenia jodowodoru (wzrośnie, zmaleje, nie zmieni się), jeżeli w reaktorze, w którym ustaliła się równowaga tej reakcji:
1) tylko wzrośnie temperatura układu. 2) tylko zmaleje ciśnienie wewnątrz reaktora. 3) tylko zwiększy się ilość jodu.
Witamina A to zbiorcza nazwa organicznych związków chemicznych z grupy retinoidów
pełniących w organizmie funkcję niezbędnego składnika pokarmowego. Podstawową formą,
w jakiej występuje witamina A, jest retinol, czyli cząsteczka o następującym wzorze:
Podaj liczbę atomów węgla o typie hybrydyzacji sp2 występujących w cząsteczce retinolu.
Cząsteczka arsenowodoru AsH3 ma kształt piramidy o podstawie trójkąta równobocznego,
w którego narożach znajdują się środki atomów wodoru.
Napisz wzór elektronowy cząsteczki arsenowodoru, zaznaczając kreskami wiązania
chemiczne i wolne pary elektronowe. Określ typ hybrydyzacji atomu arsenu
w cząsteczce tego związku chemicznego.
Dwa pierwiastki X i Y tworzą związek chemiczny, w którego cząsteczkach atom pierwiastka
X jest atomem centralnym, a wszystkie połączone z nim atomy pierwiastka Y są równocenne.
Pierwiastek X znajduje się w 13. grupie układu okresowego pierwiastków chemicznych,
w rdzeniu atomowym ma 2 elektrony. Pierwiastek Y znajduje się w 3. okresie i jego atom
tworzy trwały jon prosty o wzorze Y−.
a)
Napisz wzór sumaryczny związku pierwiastka X i Y, podaj typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) atomu pierwiastka X w cząsteczce tego związku oraz określ budowę przestrzenną (liniowa, trójkątna, tetraedryczna) tej cząsteczki.
Wzór sumaryczny:
Typ hybrydyzacji:
Budowa przestrzenna:
b)
Określ charakter wiązania chemicznego (jonowe, kowalencyjne niespolaryzowane, kowalencyjne spolaryzowane) występującego w opisanym związku.
c)
Określ stosunek masowy i stosunek molowy pierwiastka X do pierwiastka Y w opisanym związku chemicznym.
Jądra atomowe, w których stosunek liczby neutronów do liczby protonów przekracza
znacznie wartość 1, ulegają przemianom nazywanym promieniotwórczymi. W przemianach
tych zachowana jest zarówno masa, jak i ładunek elektryczny, a produktami tych przemian
mogą być: jądra 42He nazywane cząstkami α, elektrony nazywane cząstkami β– , jądra innych
pierwiastków, a także neutrony. Cząstki niebędące składnikami jądra atomowego powstają
na skutek przemian zachodzących pomiędzy nukleonami, czyli cząstkami tworzącymi jądro
atomu. Wielkością charakteryzującą przemiany promieniotwórcze jest okres półtrwania jądra
pierwiastka aktywnego promieniotwórczo, zdefiniowany jako czas, po którym pozostaje
połowa liczby aktywnych jąder tego pierwiastka. Przykładem pierwiastka ulegającego
przemianom promieniotwórczym jest pluton. Izotop plutonu 23994Pu , jako produkt przemiany zachodzącej z emisją cząstki β– izotopu neptunu o liczbie masowej równej 239, po raz
pierwszy został wyodrębniony w 1941 r. przez grupę badaczy McMillana i Seaborga. Ta sama
grupa badawcza odkryła go w 1942 r. w rudach uranu w ilości około 10–9%. Izotop ten jest
uważany za najtrwalszy produkt rozpadu izotopu uranu o liczbie masowej równej 238.
Na podstawie: A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość, Warszawa 1998, s. 50–51, 106–107.
Poniżej przedstawiono równanie przemiany przeprowadzonej przez McMillana i Seaborga.
23892U + 21H → 2 AZX + 23893Np
W równaniu tym symbolem X oznaczono cząstkę, która – obok izotopu 23893Np – jest produktem tej przemiany.
Ustal wartość liczby atomowej Z i wartość liczby masowej A cząstki X oraz podaj jej
nazwę.
