Próbkę pewnego związku organicznego A o masie 4,4 g spalono w tlenie i otrzymano
wyłącznie 8,8 g tlenku węgla(IV) oraz 3,6 g wody. Stwierdzono, że:
łańcuch węglowy cząsteczki tego związku jest nierozgałęziony
ten związek w roztworze wodnym dysocjuje z odszczepieniem jonu wodorowego
całkowite spalenie 0,05 mol tego związku wymaga użycia 0,25 mol tlenu.
Ustalono także, że związki umownie oznaczone literami X i Y są
izomerami związku organicznego A. Związek X jest kwasem
karboksylowym. Cząsteczki związku Y o nierozgałęzionym łańcuchu
węglowym nie są chiralne, a wynik reakcji tego związku z odczynnikiem
Trommera przedstawiono na zdjęciu. Związek Y może brać udział
w reakcjach estryfikacji.
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) opisanego związku organicznego A oraz wzory
półstrukturalne (grupowe) związków X i Y.
Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne (grupowe) dwóch związków zapachowych:
geranialu oraz geraniolu.
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.
27.1. (0–2)
Uzupełnij tabelę. Wpisz formalny stopień utlenienia oraz typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3)
orbitali walencyjnych atomu węgla oznaczonego literą a w cząsteczkach geranialu
i geraniolu.
Stopień utlenienia
Typ hybrydyzacji
Geranial
Geraniol
27.2. (0–1)
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F –
jeśli jest fałszywe.
1.
Geraniol jest produktem redukcji geranialu.
P
F
2.
W cząsteczce geranialu liczba wiązań 𝜋 jest większa niż w cząsteczce geraniolu.
Wzory szkieletowe związków organicznych odzwierciedlają kształt łańcucha węglowego.
W tych wzorach pomija się symbole atomów węgla i połączonych z nimi atomów wodoru,
a szkielet węglowy rysuje się jako linię łamaną i zaznacza – występujące w cząsteczce –
wiązania wielokrotne. Zapisuje się symbole podstawników innych niż wodór oraz wzory grup
funkcyjnych. Niekiedy, w celu jednoznacznej interpretacji wzoru, uwzględnia się w nich atom
węgla.
Poniżej przedstawiono wzór witaminy A (retinolu):
Na podstawie: P. Mastalerz, Chemia organiczna, Wrocław 2016.
27.1. (0–2)
Uzupełnij tabelę. Wpisz formalny stopień utlenienia oraz typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3)
orbitali walencyjnych atomu węgla oznaczonego literą a w cząsteczce witaminy A
(retinolu) oraz liczbę wszystkich wiązań 𝝅 w tej cząsteczce.
Stopień utlenienia atomu węgla oznaczonego literą a
Typ hybrydyzacji orbitali walencyjnych atomu węgla oznaczonego literą a
Liczba wiązań 𝜋 w cząsteczce witaminy A (retinolu)
27.2. (0–1)
Witamina A (retinol) to substancja niezbędna do prawidłowego funkcjonowania organizmu.
Jej źródłem są m.in. estry – związki takie jak palmitynian czy octan retinylu. Z tych estrów
powstaje retinol, który ulega kolejnym przemianom. Na schemacie przedstawiono wybrane
etapy metabolizmu witaminy A w komórkach.
Na podstawie: M. Zasada, A. Adamczyk, Witamina A. Budowa i mechanizm działania, „Kosmetologia Estetyczna”
2018, nr 5, vol. 7.
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo
F – jeśli jest fałszywe.
1.
Podczas etapu I, w którym powstaje retinol, zachodzi hydroliza estrów.
P
F
2.
W etapie III 1 mol retinalu oddaje 2 mol elektronów.
P
F
27.3. (0–1)
Dokończ zdanie. Wybierz i zaznacz odpowiedź A albo B oraz uzasadnienie 1., 2. albo 3.
Retinol i retinal
A.
są
względem siebie izomerami,
ponieważ ich cząsteczki
Fosgen to silnie trujący związek o wzorze COCl2. W reakcjach fosgenu z alkoholami otrzymuje
się odpowiednie estry kwasu węglowego, a w procesach polikondensacji z udziałem fosgenu
powstają poliwęglany – szeroko stosowane tworzywa zastępujące szkło.
Substratami do otrzymywania fosgenu są tlenek węgla(II) i chlor. W mieszaninie tych gazów
zachodzi – pod wpływem światła – odwracalna reakcja opisana równaniem:
CO (g) + Cl2 (g) ⇄ COCl2 (g)
Do reaktora o pojemności 4,0 dm3 wprowadzono gazowe substraty: 0,40 mol CO
i 0,20 mol Cl2. Gdy w temperaturze 𝑇 ustaliła się równowaga, stwierdzono, że
przereagowało 80% chloru.
Oblicz stężeniową stałą równowagi syntezy fosgenu w temperaturze T.
Estry można otrzymać w reakcji alifatycznych chlorowcopochodnych z solami kwasów
karboksylowych. Poniżej przedstawiono mechanizm reakcji – zachodzącej w obecności
jodków – między pierwszorzędowym halogenkiem alkilowym a anionem karboksylanowym:
Na podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2005.
28.1. (0–1)
Napisz sumaryczne równanie reakcji anionu octanowego z 1-chlorobutanem. Zastosuj
wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
28.2. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych
w każdym nawiasie.
Opisane przemiany, w których udział biorą alifatyczne chlorowcopochodne i sole kwasów
karboksylowych, są reakcjami (addycji / substytucji). Anion jodkowy pełni funkcję
katalizatora i jego obecność skutkuje (obniżeniem / podwyższeniem) energii aktywacji oraz
wzrostem (szybkości / wydajności) reakcji w porównaniu do reakcji prowadzonej bez jego
udziału.
Fosgen to silnie trujący związek o wzorze COCl2. W reakcjach fosgenu z alkoholami otrzymuje
się odpowiednie estry kwasu węglowego, a w procesach polikondensacji z udziałem fosgenu
powstają poliwęglany – szeroko stosowane tworzywa zastępujące szkło.
Substratami do otrzymywania fosgenu są tlenek węgla(II) i chlor. W mieszaninie tych gazów
zachodzi – pod wpływem światła – odwracalna reakcja opisana równaniem:
CO (g) + Cl2 (g) ⇄ COCl2 (g)
Napisz równanie reakcji fosgenu z metanolem w stosunku molowym 1 : 2. Zastosuj
wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
Przeciwutleniacze i konserwanty to ważne dodatki do żywności. Przeciwutleniacze zawierają
w swoich cząsteczkach takie elementy budowy, które mogą ulegać utlenianiu, dzięki czemu
zapobiegają utlenianiu innych substancji. Z kolei działanie konserwantów polega na
dezaktywacji enzymów oraz na zahamowaniu rozwoju drobnoustrojów. Jako konserwantów
można używać kwasu sorbowego oraz jego soli, sorbinianów: sodu, potasu, wapnia. Wzór
kwasu sorbowego podano poniżej:
W tabeli zebrano wybrane właściwości fizykochemiczne kwasu sorbowego i sorbinianiu
potasu.
Właściwość
Kwas sorbowy
Sorbinian potasu
barwa i stan skupienia
białe ciało stałe
białe ciało stałe
temperatura topnienia, °C
134,5
270 (rozkład)
temperatura wrzenia, °C
228 (rozkład)
⸺
rozpuszczalność w wodzie, g/100 g; 25°C
ok. 0,17
ok. 58,5
Wartość 𝐾a dla kwasu sorbowego wynosi 1,7 ∙ 10–5.
Na podstawie: Z.E. Sikorski (red.), Chemia żywności, Warszawa 2007
oraz W. Grajek (red.), Przeciwutleniacze w żywności, Warszawa 2007.
Rozstrzygnij, czy kwas sorbowy może pełnić funkcję przeciwutleniacza.
W uzasadnieniu odwołaj się do elementów budowy cząsteczki kwasu.
Fosgen to silnie trujący związek o wzorze COCl2. W reakcjach fosgenu z alkoholami otrzymuje
się odpowiednie estry kwasu węglowego, a w procesach polikondensacji z udziałem fosgenu
powstają poliwęglany – szeroko stosowane tworzywa zastępujące szkło.
Substratami do otrzymywania fosgenu są tlenek węgla(II) i chlor. W mieszaninie tych gazów
zachodzi – pod wpływem światła – odwracalna reakcja opisana równaniem:
CO (g) + Cl2 (g) ⇄ COCl2 (g)
Bisfenol A, którego wzór przedstawiono poniżej, stosuje się do otrzymywania poliwęglanu.
W tym celu bisfenol A poddaje się najpierw reakcji z wodorotlenkiem sodu, która przebiega
tak samo jak reakcja tego wodorotlenku z fenolem, a następnie przeprowadza się
polikondensację produktu tej reakcji z fosgenem.
Uzupełnij schemat tak, aby powstało równanie reakcji otrzymywania poliwęglanu
z bisfenolanu sodu i fosgenu.
Przeciwutleniacze i konserwanty to ważne dodatki do żywności. Przeciwutleniacze zawierają
w swoich cząsteczkach takie elementy budowy, które mogą ulegać utlenianiu, dzięki czemu
zapobiegają utlenianiu innych substancji. Z kolei działanie konserwantów polega na
dezaktywacji enzymów oraz na zahamowaniu rozwoju drobnoustrojów. Jako konserwantów
można używać kwasu sorbowego oraz jego soli, sorbinianów: sodu, potasu, wapnia. Wzór
kwasu sorbowego podano poniżej:
W tabeli zebrano wybrane właściwości fizykochemiczne kwasu sorbowego i sorbinianiu
potasu.
Właściwość
Kwas sorbowy
Sorbinian potasu
barwa i stan skupienia
białe ciało stałe
białe ciało stałe
temperatura topnienia, °C
134,5
270 (rozkład)
temperatura wrzenia, °C
228 (rozkład)
⸺
rozpuszczalność w wodzie, g/100 g; 25°C
ok. 0,17
ok. 58,5
Wartość 𝐾a dla kwasu sorbowego wynosi 1,7 ∙ 10–5.
Na podstawie: Z.E. Sikorski (red.), Chemia żywności, Warszawa 2007
oraz W. Grajek (red.), Przeciwutleniacze w żywności, Warszawa 2007.
Kwas sorbowy jest najczęściej stosowany do konserwacji margaryn i innych tłuszczów,
rzadziej – do konserwacji win, cydrów i napojów, które konserwuje się sorbinianami.
Wskaż cechy budowy i właściwości fizykochemiczne kwasu sorbowego oraz jego soli,
które powodują, że te substancje służą jako konserwanty odpowiednich produktów
żywnościowych. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym
nawiasie.
Do konserwacji margaryn i innych tłuszczów wybierany jest częściej kwas sorbowy, ponieważ jego cząsteczki zawierają fragmenty (polarne / niepolarne).
Do konserwacji win, cydrów i napojów używa się sorbinianów zamiast kwasu sorbowego, ponieważ ze względu na budowę jonową te sole wykazują (większą / mniejszą) od kwasu sorbowego rozpuszczalność w wodzie.
