Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 147.
Do trzech probówek z wodnym roztworem dichromianu(VI) potasu dodano wodny roztwór
kwasu siarkowego(VI). Do tak przygotowanej mieszaniny dodano alkohol – do probówki I –
alkohol X, do probówki II – alkohol Y, a do probówki III – alkohol Z. Każdy z dodanych
do probówek alkoholi ma inną rzędowość. Alkohole X, Y i Z wybrano spośród
następujących: CH3CH2CH2OH, CH3CH(OH)CH3, C2H5OH, CH3C(CH3)(OH)CH3.
Probówki lekko ogrzano. Doświadczenie zilustrowano poniższym schematem.
Zaobserwowano, że roztwór w probówce II zmienił barwę z pomarańczowej na zielononiebieską, a u wylotu tej probówki wyczuwalny był zapach octu. Objawy reakcji stwierdzono też w probówce III. Natomiast w probówce I nie zaobserwowano zmian.
W probówce III zaszła reakcja utleniania i redukcji, a proces redukcji opisuje równanie:
Cr2O2−7 + 14H+ + 6e− → 2Cr3+ + 7H2O
147.1 (0-1)
Opisz dwie zmiany możliwe do zaobserwowania w czasie doświadczenia przebiegającego w probówce III.
147.2 (0-1)
Napisz w formie jonowej, z uwzględnieniem oddanych lub pobranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równanie procesu utleniania zachodzącego w probówce III.
Rozwiązanie
147.1 (0-1)
Przykłady poprawnych odpowiedzi
Roztwór w probówce III zmienił barwę z pomarańczowej na zielononiebieską, a u wylotu
probówki wyczuwalny był zapach acetonu lub zapach zmywacza do paznokci lub zapach kleju.
lub
Roztwór w probówce III zmienił barwę na zielononiebieską, a u wylotu probówki
wyczuwalny był charakterystyczny zapach.
147.2 (0-1)
CH3CH(OH)CH3 → CH3COCH3 + 2H+ + 2e−
Wskazówki
147.1 (0-1)
W celu udzielenia poprawnej odpowiedzi należy dokonać analizy schematu doświadczenia. Trzeba również przypomnieć sobie, jakie właściwości chemiczne mają alkohole – trzeba wiedzieć, że alkohole drugorzędowe utleniają się do ketonów. Zauważ, że funkcję reduktora w opisanej reakcji pełni propan-2-ol, który utlenia się do ketonu (propanonu). Funkcję utleniacza w opisanej reakcji pełni dichromian(VI) potasu, który redukuje się do soli chromu(III). Tak więc możemy stwierdzić, że roztwór zmieni barwę z pomarańczowej (charakterystycznej dla dichromianów(VI)) na zielononiebieską (charakterystyczną dla soli chromu(III)). Możesz więc wywnioskować, że z uwagi na powstanie propanonu, u wylotu probówki będzie można wyczuć charakterystyczny zapach.
147.1 (0-1)
Zauważ, że funkcję reduktora w opisanej reakcji pełni propan-2-ol, który utlenia się do propanonu. Wyznacz stopnie utlenienia atomów węgla w cząsteczce alkoholu i ketonu (zauważamy, że zmianie ulega tylko stopień utlenienia drugiego atomu węgla).
CH3
−
CH
(OH)−
CH3
CH3
−
CO−
CH3
Tak więc stopień utlenienia węgla zmienia się z 0 na + II. Jedna cząsteczka alkoholu oddaje 2 elektrony. Znając potrzebne wzory i liczbę oddanych elektronów, zapisz równanie ilustrujące proces utleniania.
