Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 13.
Dimetyloglioksym jest związkiem organicznym o następującym wzorze:
Związek ten jest wykorzystywany w analizie chemicznej między innymi do wykrywania i określania ilości jonów niklu(II), z którymi tworzy trudno rozpuszczalny w wodzie osad dimetyloglioksymianu niklu(II) o różowym zabarwieniu. Reakcja ta przebiega zgodnie z równaniem:
Uzupełnij tabelę, wpisując literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F – jeżeli jest fałszywe.
| Zadanie | P/F | |
|---|---|---|
| 1. | Dla wszystkich atomów węgla w cząsteczce dimetyloglioksymu należy przyjąć hybrydyzację typu sp2. | |
| 2. | We wzorze dimetyloglioksymianu niklu(II) strzałkami zaznaczono wiązania koordynacyjne, a kropkami wiązania wodorowe. | |
| 3. | W reakcji wytrącania dimetyloglioksymianu niklu(II) dimetyloglioksym jest kwasem Brønsteda, ponieważ jest dawcą protonów. |
Rozwiązanie
Prawidłowa odpowiedź:
- F
- P
- P
Wskazówki
Przyjęcie hybrydyzacji typu sp2 dla wszystkich atomów węgla tworzących cząsteczkę dimetyloglioksymu oznaczałoby, że każdy atom węgla tworzy z sąsiednimi atomami wiązania, których osie leżą na jednej płaszczyźnie, a kąty między nimi wynoszą 120°. Dzieje się tak w przypadku wytworzenia przez atom węgla 2 wiązań pojedynczych i 1 wiązania podwójnego. W cząsteczce dimetyloglioksymu 2 atomy węgla spełniają ten warunek, ale 2 pozostałe, wchodzące w skład grup metylowych –CH3, tworzą 4 pojedyncze wiązania (w ich przypadku przyjmuje się hybrydyzację typu sp3). Z tego powodu zdanie 1. jest fałszywe.
Niezależnie od przyjętej konwencji zaznaczania wiązań koordynacyjnych i wodorowych – aby wytłumaczyć przedstawioną strukturę elektronową dimetyloglioksymianu niklu(II), trzeba założyć, że wolne pary elektronowe atomów azotu uczestniczą w tworzeniu wiązań koordynacyjnych. Między atomami wodoru i atomami tlenu 2 sąsiadujących ze sobą grup –OH tworzą się wiązania wodorowe, ponieważ atomy tlenu naładowane są ujemnie i mają nadmiar elektronów, a atomy wodoru stanowią dodatnie bieguny cząsteczki. Zdanie 2. jest zatem prawdziwe.
Przedstawione równanie reakcji potwierdza fakt, że obie uczestniczące w niej cząsteczki dimetyloglioksymu oddają protony z grup –OH, czyli są kwasami Brønsteda. Wobec tego zdanie 3. również jest prawdziwe.
