W trzech probówkach oznaczonych numerami 1, 2, 3,
znajdowała się woda z dodatkiem oranżu metylowego.
Do każdej z tych probówek wprowadzono małą porcję
jednego z tlenków wybranych z poniższego zbioru:
Na2O
SiO2
P4O10
CuO
Zawartość każdej z probówek wymieszano
i pozostawiono na pewien czas.
14.1. (0–1)
Uzupełnij tabelę. Wpisz wzory tlenków wprowadzonych do probówek 1 i 2.
Nr probówki
Wzór tlenku
1
2
14.2. (0–1)
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji, której produkt spowodował zmianę
barwy oranżu metylowego w probówce 3.
Reakcje dysproporcjonowania są szczególnym rodzajem reakcji redoks, w których część atomów danego pierwiastka w związku ulega redukcji, a część utlenieniu. Przykładem takiej
reakcją jest reakcja Cannizzaro, w której cząsteczki aldehydu są utleniane do soli kwasu
karboksylowego i redukowane do alkoholu w środowisku silnie zasadowym, jak przedstawiono na poniższym równaniu reakcji:
2R–CHO + OH– → R–CH2–OH + R–COO–
Reakcja ta zachodzi tylko w przypadku aldehydów pozbawionych atomu wodoru przy atomie węgla związanym z
grupą aldehydową.
Źródło: R. T. Morrison, R. N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 2010.
Poniżej podano wzory czterech aldehydów.
Spośród aldehydów o wzorach oznaczonych literami A−D wybierz wszystkie, które ulegają
reakcji Cannizzaro. Podaj oznaczenia literowe, które odpowiadają wybranym aldehydom.
Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2004.
Szybkość reakcji chemicznej v, wyrażona w jednostce: mol ∙ dm−3 ∙ s−1, zależy od stężeń molowych substratów reakcji oraz od stałej szybkości reakcji 𝑘 – współczynnika charakterystycznego dla danej reakcji. Stała szybkości reakcji zależy od temperatury, a nie zależy od stężenia substratów.
15.1. (0–1)
Napisz jednostkę stałej szybkości reakcji 𝒌 w równaniu kinetycznym opisanej reakcji.
15.2. (0–2)
W zamkniętym reaktorze o pojemności 2 dm3 zmieszano 6 moli tlenku azotu(II) i 4 mole tlenu. Podczas reakcji utrzymywano stałą temperaturę T.
Oblicz, ile razy zmaleje szybkość opisanej reakcji w stosunku do szybkości początkowej, w momencie, w którym stężenie tlenu zmniejszy się o 1 mol ∙ dm−3.
W wysokiej temperaturze tlenki żelaza można zredukować wodorem do metalicznego
żelaza. Redukcja tlenku Fe3O4 przebiega zgodnie z równaniem:
Fe3O4(s) + 4H2(g) ⇄ 3Fe(s) + 4H2O(g)
Z reaktora o pojemności 8,0 dm3, zawierającego 420 g tlenku Fe3O4, odpompowano
powietrze i wprowadzono 6,0 g wodoru. Zawartość reaktora ogrzano do temperatury 𝑇,
w której stała równowagi powyższej reakcji wynosi 0,20.
Oblicz stężenie pary wodnej w reaktorze po ustaleniu się stanu równowagi oraz masę
otrzymanego żelaza.
Reakcje dysproporcjonowania są szczególnym rodzajem reakcji redoks, w których część atomów danego pierwiastka w związku ulega redukcji, a część utlenieniu. Przykładem takiej
reakcją jest reakcja Cannizzaro, w której cząsteczki aldehydu są utleniane do soli kwasu
karboksylowego i redukowane do alkoholu w środowisku silnie zasadowym, jak przedstawiono na poniższym równaniu reakcji:
2R–CHO + OH– → R–CH2–OH + R–COO–
Reakcja ta zachodzi tylko w przypadku aldehydów pozbawionych atomu wodoru przy węglu związanym z
grupą aldehydową.
Źródło: R. T. Morrison, R. N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 2010.
W obecności jonów OH− formaldehyd ulega reakcji Cannizzaro.
Napisz w formie jonowej skróconej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równania reakcji utleniania i redukcji formaldehydu w reakcji Cannizzaro.
Jony miedzi(II) tworzą wiele różnych związków kompleksowych. W roztworze wodnym nie występują w postaci prostych kationów Cu2+, lecz jako jony uwodnione, czyli akwakompleksy. W akwakompleksie jon miedzi(II) przyjmuje liczbę koordynacyjną równą 6. Ten kompleks jest mniej trwały niż kompleks miedzi(II) z amoniakiem, dlatego w obecności amoniaku o odpowiednim stężeniu w roztworze związku miedzi(II) tworzy się aminakompleks, w którym liczba koordynacyjna jonu Cu2+ także jest równa 6, ale cztery cząsteczki wody są zastąpione czterema cząsteczkami amoniaku. Nosi on nazwę jonu diakwatetraaminamiedzi(II). Obecność tych jonów nadaje roztworowi ciemnoniebieską barwę. Roztwory, w których obecne są opisane jony kompleksowe, przedstawiono na poniższych fotografiach.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010 oraz M. Cieślak-Golonka, J. Starosta, M. Wasielewski, Wstęp do chemii koordynacyjnej, Warszawa 2010.
Napisz wzory opisanych jonów kompleksowych: akwakompleksu miedzi(II) oraz jonu diakwatetraaminamiedzi(II).
Badano kinetykę reakcji utleniania jonów bromkowych jonami bromianowymi(V)
w środowisku kwasowym, która przebiega zgodnie z równaniem:
5Br– + BrO–3 + 6H+ → 3Br2 + 3H2O
Na podstawie pomiarów kinetycznych ustalono następującą zależność między szybkością tej
reakcji a stężeniami reagentów:
𝑣 = 𝑘 ⸱ [Br–] ⸱ [BrO–3] ⸱ [H+]2
16.1. (0–1)
Stała szybkości reakcji w zależności od postaci równania kinetycznego może mieć różny
wymiar. Niżej przedstawiono przykładowe wyrażenia oznaczone literami A–D.
dm6mol2∙s
dm9mol3∙s
dm3∙smol
1s
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych
w każdym nawiasie.
Stała szybkości reakcji utleniania jonów bromkowych jonami bromianowymi(V) ma jednostkę
oznaczoną literą (A / B / C / D). Jedno z podanych wyrażeń nie może być jednostką stałej
szybkości reakcji. To wyrażenie oznaczono literą (A / B / C / D).
16.2. (0–1)
Oblicz, jak zmieni się szybkość opisanej reakcji, jeżeli początkowe pH roztworu będzie
wyższe o 𝟎,𝟑.
Poniżej podano wzory dwóch związków organicznych: noradrenaliny (norepinefryny) i
dopaminy.
16.1. (0–1)
Uzupełnij poniższą tabelę. Określ formalne stopnie utlenienia atomu węgla oznaczonego
literą a we wzorze noradrenaliny oraz atomu węgla oznaczonego literą b we wzorze
dopaminy.
atom węgla
a
b
stopień utlenienia
16.2. (0–1)
Podpunkt usunięty przez CKE z wersji informatora dla egzaminu maturalnego od roku szkolnego 2024/2025.
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. Podkreśl w każdym nawiasie właściwe określenie.
Noradrenalina i dopamina należą do amin (alifatycznych / aromatycznych). Zarówno noradrenalinę, jak i dopaminę zaliczamy do amin (pierwszorzędowych / drugorzędowych). W reakcji amin z kwasem solnym powstają sole o budowie jonowej. W tej reakcji cząsteczki amin pełnią funkcję (kwasu / zasady) Brønsteda.
16.3. (0–1)
Rozstrzygnij, która z cząsteczek − noradrenaliny czy dopaminy − jest związkiem
chiralnym. Odpowiedź uzasadnij.
Kolorymetria jest metodą analizy chemicznej stosowaną do oznaczania małych stężeń substancji, których roztwory są barwne, na podstawie porównania intensywności barwy roztworu badanego i roztworu wzorcowego o znanym stężeniu. Intensywność zabarwienia roztworu zależy od absorpcji promieniowania elektromagnetycznego o określonej długości fali z zakresu światła widzialnego. Miarą absorpcji jest wielkość zwana absorbancją – oznaczana literą A. Absorbancja, jaką wykazuje dany roztwór, jest wprost proporcjonalna do stężenia barwnego składnika tego roztworu.
Metodę kolorymetryczną można zastosować do oznaczania miedzi(II) w postaci jonów diakwatetraaminamiedzi(II), ponieważ roztwory, w których te jony występują, są barwne.
Z badanego wodnego roztworu zawierającego jony diakwatetraaminamiedzi(II) pobrano próbki do pomiaru absorbancji (światło o długości fali λ = 600 nm) i uzyskano średni wynik A = 0,36. Następnie sporządzono krzywą wzorcową – wykonano pomiary absorbancji A dla czystej wody i dla dwóch próbek roztworów o znanym stężeniu miedzi(II) w postaci jonów diakwatetraaminamiedzi(II). Za każdym razem warunki pomiaru były takie same jak te, w jakich wykonano pomiary dla roztworu badanego. Otrzymane wyniki zestawiono w tabeli.
cmiedzi(II), mol∙dm–3
0,00
1,50 · 10–3
10,00 · 10–3
𝐴
0,00
0,12
0,80
Na podstawie: W. Szczepaniak, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, Warszawa 2008.
Narysuj wykres krzywej wzorcowej, a następnie odczytaj z niego stężenie miedzi(II) w badanym roztworze.
Stężenie miedzi(II) w badanym roztworze: mol ∙ dm–3.
Na zdjęciu obok pokazano dwuetapowe doświadczenie, podczas
którego do probówki wprowadzono kilka cm3 chloroformu (CHCl3)
oraz wodę bromową (etap 1.), a następnie ciecze wymieszano
i pozostawiono na pewien czas (etap 2.).
Przedstaw wniosek z pokazanego doświadczenia dotyczący porównania gęstości
wody bromowej i chloroformu. Nazwij proces, który spowodował zmianę wyglądu
zawartości probówki po wymieszaniu i ponownym rozdzieleniu się cieczy.
Gęstość chloroformu jest niż gęstość wody bromowej.
Nazwa procesu:
