W temperaturze 25°C do zlewki z wodą destylowaną wsypano krystaliczny siarczan(VI)
wapnia. Zawartość zlewki dokładnie wymieszano, następnie odstawiono. Stwierdzono, że na
dnie zlewki pozostał nierozpuszczony siarczan(VI) wapnia – co przedstawiono na poniższym
rysunku.
Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienie poniższych zdań.
Ciekła zawartość zlewki to (woda / roztwór rzeczywisty / koloid). Aby oddzielić ciekłą
zawartość zlewki od stałego siarczanu(VI) wapnia, można zastosować dekantację, w której
wykorzystuje się różnicę (gęstości / wielkości cząstek) składników układu, lub filtrację –
dzięki różnicy (gęstości / wielkości cząstek) składników układu.
Do zakwaszonego roztworu alaniny dodawano kroplami wodny roztwór wodorotlenku sodu
i mierzono pH mieszaniny reakcyjnej. Na poniższym wykresie zilustrowano zależność pH
mieszaniny od objętości dodanego roztworu wodorotlenku sodu (w jednostkach umownych).
Aminokwasy istnieją głównie w formie jonów. W roztworach o niskim pH cząsteczka
aminokwasu jest protonowana. W roztworach o wysokim pH aminokwas traci proton. Istnieje
także pH, przy którym aminokwas występuje jako jon obojnaczy.
Na podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2005.
Podczas opisanego miareczkowania przebiegły reakcje chemiczne zilustrowane schematem:
forma protonowana alaniny
forma alaniny w punkcie A
deprotonowana forma alaniny
Napisz równania reakcji oznaczonych na schemacie numerami 1 i 2. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) form alaniny.
W trzech probówkach (I, II i III) znajdowały się wodne roztwory:
mocznika (CO(NH2)2),
chlorku amonu (NH4Cl)
i acetamidu (CH3CONH2)
W celu ich identyfikacji przeprowadzono dwie serie doświadczeń.
W pierwszej serii doświadczeń do każdej probówki zanurzono żółty uniwersalny papierek
wskaźnikowy. Zmianę barwy wskaźnika zaobserwowano tylko w probówce III.
W drugiej serii doświadczeń do probówek I i II dodano wodny roztwór wodorotlenku sodu
i ogrzano zawartości obu naczyń. U wylotu obu probówek wyczuwalny był ten sam
charakterystyczny zapach. Następnie do probówek I i II dodano wodny roztwór azotanu(V)
baru. Pojawienie się białego osadu zaobserwowano tylko w probówce I.
36.1. (0–1)
Podaj nazwy związków, które zidentyfikowano podczas przeprowadzonych doświadczeń.
Probówka I:
Probówka II:
Probówka III:
36.2. (0–1)
Określ odczyn roztworu znajdującego się w probówce III i napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, które potwierdzi wskazany odczyn.
Odczyn roztworu:
Równanie reakcji:
36.3. (0–1)
Napisz wzór substancji, której charakterystyczny zapach był wyczuwalny u wylotu probówek I i II, oraz napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, w wyniku której w probówce I powstał biały osad.
Oznaczanie zawartości fenolu w ściekach przemysłowych możne przebiegać w kilku etapach
opisanych poniżej.
Etap I: Otrzymywanie bromu.
Etap II: Bromowanie fenolu.
Etap III: Wydzielanie jodu.
Etap IV: Miareczkowanie jodu.
27.1. (0–1)
Podczas etapu I (oznaczania zawartości fenolu) zachodzi reakcja jonów bromkowych
z jonami bromianowymi(V) – BrO−3 – w roztworze o odczynie kwasowym. Produktami tej
przemiany są brom i woda.
Napisz w formie jonowej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równanie reakcji redukcji i równanie reakcji utleniania zachodzących podczas opisanego procesu (etapu I). Uwzględnij środowisko reakcji.
Równanie reakcji redukcji:
Równanie reakcji utleniania:
27.2. (0–2)
Gdy do zakwaszonego roztworu fenolu zawierającego nadmiar jonów bromkowych
wprowadzi się bromian(V) potasu w nadmiarze w stosunku do fenolu, to wytworzony brom
(w ilości równoważnej do bromianu(V) potasu) reaguje z fenolem zgodnie z równaniem
(etap II):
+ 3Br2 →
+ 3H+ + 3Br−
Następnie do powstałej mieszaniny dodaje się jodek potasu. Brom, który nie został zużyty
w reakcji bromowania, powoduje wydzielenie równoważnej ilości jodu (etap III):
2I− + Br2 → 2Br− + I2
Podczas kolejnego etapu (etapu IV) jod miareczkuje się wodnym roztworem tiosiarczanu
sodu (Na2S2O3), co można zilustrować równaniem:
2S2O2−3 + I2 → S4O2−6 + 2I−
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna – Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa,
Warszawa 2012.
Oblicz stężenie molowe fenolu w próbce ścieków o objętości 100,0 cm3, jeżeli wiadomo, że w etapie I oznaczania zawartości fenolu powstało 0,256 grama bromu oraz że podczas etapu IV oznaczania tego związku na zmiareczkowanie jodu zużyto 14,00 cm3 roztworu tiosiarczanu sodu o stężeniu 0,100 mol · dm–3.
Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na schemacie:
Podczas przeprowadzonego doświadczenia zaobserwowano, że zawartość probówki I
przybrała zabarwienie malinowe, a zawartość probówki II – czerwone.
Uzupełnij poniższe zapisy, tak aby otrzymać w formie jonowej skróconej równania procesów zachodzących w probówkach I oraz II i decydujących o odczynie wodnych roztworów soli.
Węglany w roztworach wodnych ulegają hydrolizie anionowej, która polega na dysocjacji
zasadowej anionu, zgodnie z równaniem:
CO2−3 + H2O ⇄ HCO−3 + OH−
Drugi etap hydrolizy polegający na reakcji jonu HCO-3 z wodą zachodzi w tak małym
stopniu, że nie ma wpływu na pH roztworu.
W temperaturze 25°C wodny roztwór węglanu potasu o stężeniu 0,51 mol ⋅ dm−3 ma
pH równe 12,0.
Oblicz stałą dysocjacji zasadowej (stałą równowagi reakcji hydrolizy) anionu węglanowego. Uwzględnij fakt, że w wyrażeniu na stałą dysocjacji zasadowej anionu węglanowego pomija się stężenie wody.
Zależność między mocą kwasu Brønsteda a mocą zasady sprzężonej z tym kwasem opisuje
równanie:
Ka · Kb = Kw
gdzie: Ka – stała dysocjacji kwasu, Kb – stała dysocjacji sprzężonej zasady, a Kw – iloczyn
jonowy wody.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.
Dane są kwasy karboksylowe o wzorach:
I CH3COOH
II CH3CH2COOH
III C6H5COOH
Uzupełnij poniższe zdania. Wpisz w wyznaczone miejsca odpowiednie wzory i podkreśl właściwe określenie spośród wymienionych w nawiasie.
Spośród związków oznaczonych numerami I, II i III najmocniejszym kwasem jest . Spośród zasad sprzężonych z kwasami I, II i III najsłabszą zasadą jest . W sprzężonej parze kwas–zasada im słabszy jest kwas, tym
(mocniejsza / słabsza) jest sprzężona z nim zasada.
Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z poniższym rysunkiem.
Podczas doświadczenia w kolbie przebiegła reakcja chemiczna zilustrowana równaniem
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
W kolbie umieszczono próbkę magnezu o masie 2,4 grama i stopniowo dodawano kwas
solny. Stwierdzono, że magnez przereagował całkowicie po dodaniu 100 cm3 roztworu HCl
o stężeniu cm. Przebiegła reakcja opisana powyższym równaniem.
Oblicz stężenie molowe użytego do reakcji kwasu solnego.
Masa molowa pewnej soli jednego z metali 1. grupy układu okresowego pierwiastków jest
równa 150 g ⋅ mol−1. Sporządzono wodny roztwór tej soli i wykonano doświadczenie zgodnie
z poniższym schematem
Po zakończeniu reakcji do otrzymanego roztworu dodano kleik skrobiowy i zaobserwowano
pojawienie się granatowego zabarwienia.
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej w roztworze podczas przeprowadzonego doświadczenia.
Zaprojektuj doświadczenie, którego przebieg pozwoli wykazać, że glicyna (kwas
aminoetanowy) jest związkiem amfoterycznym.
36.1. (1 pkt)
Z poniżej zaproponowanych odczynników i wskaźników wybierz te, których użycie potwierdzi amfoteryczne właściwości glicyny. Uzupełnij schemat doświadczenia – wpisz nazwy odczynników i wskaźników wybranych z podanej poniżej listy.
wodny roztwór chlorku sodu
alkoholowy roztwór fenoloftaleiny
wodny roztwór wodorowęglanu sodu
wodny roztwór wodorotlenku potasu
wodny roztwór chlorowodoru
wodny roztwór oranżu metylowego
Schemat doświadczenia:
36.2. (1 pkt)
Opisz zmiany potwierdzające amfoteryczne właściwości glicyny. Wypełnij poniższą tabelę.
Barwa zawartości probówki
przed dodaniem roztworu glicyny
po dodaniu roztworu glicyny
Probówka I
Probówka II
36.3. (2 pkt)
Stosując wzór jonu obojnaczego glicyny, napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących po wprowadzeniu wodnego roztworu tego aminokwasu do probówek I i II.
Zaprojektuj doświadczenie, którego przebieg pozwoli na potwierdzenie, że wodny roztwór
siarczanu(IV) sodu wprowadzono do probówki I, a wodny roztwór azotanu(V) sodu
– do probówki II.
19.1. (1 pkt)
Uzupełnij schemat doświadczenia: podkreśl nazwę odczynnika, który – po dodaniu do niego roztworów opisanych związków i wymieszaniu zawartości probówek – umożliwi zaobserwowanie różnic w przebiegu doświadczenia z udziałem siarczanu(IV) sodu i azotanu(V) sodu.
19.2. (1 pkt)
Opisz zmiany możliwe do zaobserwowania w czasie doświadczenia (lub zaznacz brak zmian), pozwalające na potwierdzenie, że do probówki I wprowadzono roztwór siarczanu(IV) sodu, a do probówki II – roztwór azotanu(V) sodu.
W jednej z przemysłowych metod otrzymywania kwasu siarkowego(VI) jako substrat
pierwszego etapu stosuje się piryt (FeS2) – powszechnie występujący minerał.
FeS2 → SO2 → SO3 → H2SO4
W wyniku opisanego procesu – do którego na pierwszym etapie wykorzystano
100 gramów pirytu niezawierającego zanieczyszczeń – otrzymano wodny roztwór kwasu
siarkowego(VI) o stężeniu 96% masowych. Sumaryczna wydajność procesu była równa 85%.
Oblicz masę wodnego roztworu kwasu siarkowego(VI) uzyskanego w opisanym procesie.
Wodorotlenek niklu(II) strąca się jako zielonkawy osad z wodnego roztworu soli niklu(II) pod
działaniem wodnego roztworu wodorotlenku sodu. Wodorotlenek niklu(II) nie rozpuszcza się
w nadmiarze zasady, ale reaguje z kwasami. Pod wpływem utleniaczy ten wodorotlenek
przechodzi w czarnobrunatny wodorotlenek niklu(III).
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna. Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa, Warszawa 2001.
Do probówki zawierającej zielony roztwór chlorku niklu(II) dodano wodny roztwór
wodorotlenku sodu, a następnie – bezbarwny wodny roztwór chloranu(I) sodu – zgodnie ze
schematem:
Opisz wygląd zawartości probówki na początku doświadczenia oraz po reakcji I i po reakcji II. Uwzględnij rodzaj mieszaniny (roztwór, zawiesina) oraz jej barwę.
W trzech nieopisanych probówkach znajdują się wodne roztwory następujących soli: BaCl2,
NH4Cl oraz NaCl. W każdej probówce znajduje się roztwór tylko jednej soli.
12.1. (1 pkt)
Z poniższej listy wybierz dwa odczynniki, których zastosowanie pozwoli jednoznacznie określić zawartość każdej probówki.
Wypełnij poniższą tabelę – wpisz wzory wybranych odczynników oraz opisz zmiany możliwe do zaobserwowania (lub zaznacz brak zmian), zachodzące po dodaniu wybranych odczynników do probówek z wodnymi roztworami soli.
Wzór odczynnika
Opis zmian
probówka z BaCl2 (aq)
probówka z NH4Cl (aq)
probówka z NaCl (aq)
1.
2.
12.2. (1 pkt)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która pozwoliła na jednoznaczne określenie zawartości probówki zawierającej wodny roztwór NH4Cl.
