Do probówek zawierających zakwaszone roztwory wodne odpowiednio manganianu(VII)
potasu (probówka I) i jodku potasu (probówka II) dodano roztwór wodny nadtlenku wodoru.
Zaobserwowano zmiany barwy zawartości obu probówek i inne objawy świadczące
o przebiegu reakcji chemicznych.
W tabeli podano wartości standardowych potencjałów wybranych układów redoks.
Równanie reakcji
Standardowy potencjał E°, V
H2O2 + 2H+ + 2e− ⇄ 2H2O
1,766
MnO−4 + 8H+ + 5e− ⇄ Mn2+ + 4H2O
1,507
O2 + 2H+ + 2e− ⇄ H2O2
0,695
I2 + 2e− ⇄ 2I−
0,536
J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001.
Opisz obserwowane zmiany barw, które świadczą o przebiegu reakcji w probówkach I
i II (uwzględnij barwę zawartości obu probówek przed reakcją i po jej zajściu).
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych
elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie reakcji redukcji i równanie
reakcji utleniania zachodzących podczas tej przemiany.
Równanie reakcji redukcji:
Równanie reakcji utleniania:
28.2. (0-1)
Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
W powłoce walencyjnej atomów (w stanie podstawowym) dwóch pierwiastków, oznaczonych
umownie literami X i Z, tylko jeden elektron jest niesparowany. W obu atomach stan
kwantowo-mechaniczny niesparowanego elektronu opisany jest główną liczbą kwantową
n = 3 i poboczną liczbą kwantową l = 1. Liczba atomowa pierwiastka X jest mniejsza od liczby
atomowej pierwiastka Z.
1.1. (0-1)
Uzupełnij poniższą tabelę – wpisz symbole pierwiastków X i Z, dane dotyczące ich
położenia w układzie okresowym oraz symbol bloku konfiguracyjnego
(energetycznego), do którego należy każdy z pierwiastków.
Podaj maksymalny i minimalny stopień utlenienia, jaki może przyjmować
pierwiastek Z w związkach chemicznych, oraz określ charakter chemiczny tlenku,
w którym pierwiastek Z występuje na najwyższym stopniu utlenienia.
Maksymalny stopień utlenienia:
Minimalny stopień utlenienia:
Charakter chemiczny tlenku pierwiastka Z:
Poniżej przedstawiono schemat przemian, którym poddano: dwa węglowodory − związek
oznaczony numerem I i związek o wzorze CH3–CH2–CH=CH2 – a także ich pochodne.
Wodny roztwór związku III, który jest jedynym organicznym produktem reakcji 4., ma
odczyn obojętny.
Określ, ile moli elektronów oddaje 1 mol związku II, gdy przekształca się w związek III
w reakcji 4.
Jodyna jest preparatem o działaniu odkażającym. Aby otrzymać 100,0 gramów jodyny,
miesza się 3,0 gramy jodu, 1,0 gram jodku potasu, 90,0 gramów etanolu o stężeniu 96%
masowych (pozostałe 4% masy stanowi woda) oraz 6,0 gramów wody. Powstała mieszanina
jest ciemnobrunatnym roztworem.
Jod rozpuszczony w etanolu ma ograniczoną trwałość. Reaguje z wodą obecną w roztworze,
tworząc jodowodór i kwas jodowy(I) o wzorze HIO, który z kolei utlenia etanol najpierw
do aldehydu, a następnie − do dalszych produktów. Aby zapobiec tym przemianom, do
jodyny dodaje się rozpuszczalny w wodzie jodek potasu. W wyniku reakcji jodu
cząsteczkowego z jonami jodkowymi powstają trwałe jony trijodkowe, dzięki czemu jod nie
reaguje z wodą.
Na podstawie: http://www.doz.pl, A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010
oraz R.T. Morrison, R.N. Boyd, Chemia organiczna, t. 1, Warszawa 2008.
Poniżej przedstawiono schemat reakcji kwasu jodowego(I) z etanolem.
HIO + CH3CH2OH + I2 ⟶ CH3CHO + I−3 + H+ + H2O
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem oddawanych lub pobieranych elektronów
(zapis jonowo-elektronowy) równanie reakcji redukcji i równanie reakcji utleniania
zachodzących podczas tej przemiany.
Jodyna jest preparatem o działaniu odkażającym. Aby otrzymać 100,0 gramów jodyny,
miesza się 3,0 gramy jodu, 1,0 gram jodku potasu, 90,0 gramów etanolu o stężeniu 96%
masowych (pozostałe 4% masy stanowi woda) oraz 6,0 gramów wody. Powstała mieszanina
jest ciemnobrunatnym roztworem.
Jod rozpuszczony w etanolu ma ograniczoną trwałość. Reaguje z wodą obecną w roztworze,
tworząc jodowodór i kwas jodowy(I) o wzorze HIO, który z kolei utlenia etanol najpierw
do aldehydu, a następnie − do dalszych produktów. Aby zapobiec tym przemianom, do
jodyny dodaje się rozpuszczalny w wodzie jodek potasu. W wyniku reakcji jodu
cząsteczkowego z jonami jodkowymi powstają trwałe jony trijodkowe, dzięki czemu jod nie
reaguje z wodą.
Na podstawie: http://www.doz.pl, A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010
oraz R.T. Morrison, R.N. Boyd, Chemia organiczna, t. 1, Warszawa 2008.
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji jodu z wodą oraz podaj wzór
utleniacza i reduktora.
Manganian(VII) potasu reaguje z kwasem szczawiowym (kwasem etanodiowym HOOC–COOH) w środowisku kwasowym według następującego schematu:
MnO−4 + (COOH)2 + H+ → Mn2+ + CO2 + H2O
23.1. (0–2)
Napisz w formie jonowej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych
elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równania procesów redukcji i utleniania
zachodzących podczas tej przemiany.
Równanie procesu redukcji:
Równanie procesu utleniania:
23.2. (0–1)
Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
Brom występuje w przyrodzie w postaci mieszaniny dwóch izotopów o masach atomowych
równych 78,92 u i 80,92 u. Średnia masa atomowa bromu jest równa 79,90 u. Pierwiastek ten
w reakcjach utleniania i redukcji może pełnić funkcję zarówno utleniacza, jak i reduktora.
Tworzy związki chemiczne, w których występują różne rodzaje wiązań.
Uzupełnij poniższy tekst, wpisując w odpowiednie miejsca informacje dotyczące
struktury elektronowej atomu bromu i jego stopni utlenienia.
Atom bromu w stanie podstawowym ma konfigurację elektronową , a w powłoce walencyjnej tego atomu znajduje się elektronów. Brom należy do bloku konfiguracyjnego układu okresowego.
Minimalny stopień utlenienia, jaki przyjmuje brom w związkach chemicznych, jest równy , a maksymalny wynosi .
Do wykrywania tlenku siarki(IV) w powietrzu w warunkach laboratoryjnych jako odczynnik
można zastosować chloran(V) potasu. W płuczce z roztworem odczynnika pochłonięty
z powietrza tlenek siarki(IV) ulega reakcji opisanej poniższym schematem.
SO2 + ClO−3 + H2O → SO2−4 + Cl− + H+
Powstające jony SO2−4 wykrywa się za pomocą roztworu chlorku baru.
18.1. (0-2)
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych
elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie reakcji utleniania i równanie
reakcji redukcji zachodzących podczas tego procesu. Uwzględnij, że w reakcji
bierze udział woda.
Równanie reakcji utleniania:
Równanie reakcji redukcji:
18.2. (0-1)
Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
Podaj maksymalny stopień utlenienia, jaki może przyjmować pierwiastek II
w związkach chemicznych, oraz określ charakter chemiczny tlenku, w którym
pierwiastek II występuje na najwyższym stopniu utlenienia.
Do zakwaszonego wodnego roztworu manganianu(VII) potasu dodano wodny roztwór
nadtlenku wodoru. Zaobserwowano, że początkowo fioletowy roztwór uległ odbarwieniu,
a zawartość probówki zaczęła się pienić.
Napisz w formie jonowej skróconej z uwzględnieniem pobranych lub oddanych
elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów redukcji i utleniania,
zachodzących w czasie opisanej reakcji. Uwzględnij, że reakcja przebiega w środowisku
kwasowym.
Kwas askorbinowy ulega przemianie w kwas dehydroaskorbinowy zgodnie z poniższym
schematem. Odszczepienie jednego protonu od cząsteczki witaminy C prowadzi do powstania
anionu askorbinianowego (reakcja 1.). W wyniku oddania przez anion askorbinianowy
elektronu i drugiego protonu powstaje rodnik askorbylowy (reakcja 2.). Wskutek utraty
elektronu przez rodnik askorbylowy tworzy się kwas dehydroaskorbinowy (reakcja 3.).
Na podstawie: J. Szymańska-Pasternak, A. Janicka, J. Bober, Witamina C jako oręż w walce
z rakiem, „Onkologia w praktyce klinicznej”, 2011/1.
Poniżej przedstawiono schemat reakcji utleniania witaminy C tlenem z powietrza. Reakcja ta
jest katalizowana przez enzym o nazwie oksydaza askorbinianowa.
Napisz równanie procesu utleniania (uzupełnij schemat) i równanie procesu redukcji
zachodzących podczas opisanej przemiany. Oba równania przedstaw w formie jonowej
z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-
-elektronowy).
Kwas askorbinowy ulega przemianie w kwas dehydroaskorbinowy zgodnie z poniższym
schematem. Odszczepienie jednego protonu od cząsteczki witaminy C prowadzi do powstania
anionu askorbinianowego (reakcja 1.). W wyniku oddania przez anion askorbinianowy
elektronu i drugiego protonu powstaje rodnik askorbylowy (reakcja 2.). Wskutek utraty
elektronu przez rodnik askorbylowy tworzy się kwas dehydroaskorbinowy (reakcja 3.).
Na podstawie: J. Szymańska-Pasternak, A. Janicka, J. Bober, Witamina C jako oręż w walce
z rakiem, „Onkologia w praktyce klinicznej”, 2011/1.
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest
prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Anion askorbinianowy – w zależności od warunków reakcji – może przyłączać albo oddawać proton.
P
F
2.
Rodnik askorbylowy jest reaktywny chemicznie, ponieważ występuje w nim jeden niesparowany elektron.
P
F
3.
Kwas dehydroaskorbinowy jest produktem redukcji rodnika askorbylowego.
W cząsteczce kwasu askorbinowego (witaminy C) występują dwa enolowe atomy węgla,
czyli atomy węgla o hybrydyzacji sp2 z przyłączonymi grupami hydroksylowymi. Cząsteczka
tego związku zawiera ponadto dwa asymetryczne atomy węgla – o hybrydyzacji sp3
z przyłączonymi czterema różnymi podstawnikami. Poniżej przedstawiono wzór witaminy C,
w którym małymi literami oznaczono poszczególne atomy węgla.
Określ formalne stopnie utlenienia atomów węgla oznaczonych w podanym wzorze
kwasu askorbinowego literami a, b i f. Uzupełnij poniższą tabelę.
Jednym z tlenowych kwasów siarki jest kwas trioksotiosiarkowy (nazwa zwyczajowa: kwas
tiosiarkowy) o wzorze H2S2O3. Anion S2O2−3 (tiosiarczanowy) ma strukturę analogiczną
do struktury jonu siarczanowego(VI), z tą różnicą, że zamiast jednego atomu tlenu zawiera
atom siarki. Centralnemu atomowi siarki w jonie S2O2−3 odpowiada stopień utlenienia (VI),
a skrajnemu – stopień utlenienia (–II). Kwas tiosiarkowy jest substancją nietrwałą, trwałe są
natomiast sole tego kwasu – tiosiarczany. Spośród tych soli największe znaczenie ma
tiosiarczan sodu – zwykle występujący jako pentahydrat o wzorze Na2S2O3 · 5H2O. Znajduje
on zastosowanie w przemyśle włókienniczym jako substancja służąca do usuwania resztek
chloru używanego do bielenia tkanin. Podczas zachodzącej reakcji chlor utlenia jony S2O2−3 do jonów siarczanowych(VI). W przemianie tej udział bierze również woda.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.
10.1. (0–1)
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie reakcji redukcji i równanie reakcji utleniania zachodzących podczas procesu usuwania resztek chloru użytego do bielenia tkanin za pomocą jonów tiosiarczanowych. Uwzględnij, że w przemianie bierze udział woda.
Równanie reakcji redukcji:
Równanie reakcji utleniania:
10.2. (0–1)
Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie opisanej reakcji usuwania chloru.
Siarczek baru można otrzymać przez ogrzewanie siarczanu(VI) baru z węglem
w podwyższonej temperaturze. Ta reakcja zachodzi zgodnie ze schematem:
BaSO4 + C
ogrzewanie
BaS + CO
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
16.1. (1 pkt)
Uzupełnij schemat – wpisz stopnie utlenienia siarki i węgla.
16.2. (1 pkt)
W odpowiednie pola wpisz liczbę elektronów pobranych (poprzedzoną znakiem „+”) oraz liczbę elektronów oddanych (poprzedzoną znakiem „−”).
16.3. (1 pkt)
Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w schemacie reakcji.
BaSO4 + C
ogrzewanie
BaS + CO
16.4. (1 pkt)
Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienie poniższych zdań.
W opisanej reakcji węgiel jest (reduktorem / utleniaczem), gdyż ulega (redukcji / utlenieniu). Stopień utlenienia tlenu (się zmniejsza / się zwiększa / nie ulega zmianie).
