Serotonina, nazywana hormonem szczęścia, powstaje z aminokwasu białkowego – tryptofanu.
W pierwszym etapie przedstawionego poniżej ciągu przemian tryptofan ulega reakcji
substytucji, w wyniku czego powstaje hydroksylowa pochodna, która następnie przekształca
się w serotoninę. W kolejnych przemianach z serotoniny powstaje melatonina.
Uzupełnij tabelę. Wpisz formalny stopień utlenienia atomu węgla oznaczonego literą a
we wzorze cząsteczki tryptofanu oraz atomu węgla oznaczonego literą b we wzorze jego
hydroksylowej pochodnej. Napisz, jaką funkcję (utleniacza albo reduktora) pełni
tryptofan w pierwszym etapie przedstawionego ciągu przemian.
Stopień utlenienia atomu węgla a w tryptofanie
Stopień utlenienia atomu węgla b w 5-hydroksytryptofanie
Tlenek siarki(IV) można otrzymać przez redukcję anhydrytu (CaSO4) węglem. Reakcja ta
zachodzi zgodnie ze schematem:
CaSO4 + C → CaO + SO2 + CO2
12.1. (1 pkt)
Uzupełnij schemat – wpisz stopnie utlenienia siarki i węgla.
12.2. (1 pkt)
W puste pola wpisz liczbę elektronów pobranych (poprzedzoną znakiem „+”) oraz liczbę
elektronów oddanych (poprzedzoną znakiem „−”).
12.3. (1 pkt)
Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym schemacie reakcji.
....... CaSO4 + ....... C → ....... CaO + ....... SO2 + ....... CO2
12.4. (1 pkt)
Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienia poniższych zdań.
W opisanej reakcji węgiel jest (reduktorem / utleniaczem), gdyż ulega
(redukcji / utlenieniu). Stopień utlenienia tlenu (nie ulega zmianie / się zmniejsza /
się zwiększa).
Aldehydy, w których cząsteczkach nie ma atomów wodoru w położeniu α (atomy wodoru przy
atomie węgla związanym z grupą aldehydową), reagują z mocnymi zasadami zgodnie ze
schematem:
2RCHO + NaOH → RCOONa + RCH2OH
Podczas tego procesu, zwanego reakcją Cannizzaro, następuje jednoczesne przejście aldehydu
w produkty o niższym oraz o wyższym stopniu utlenienia węgla (dysproporcjonowanie lub
dysmutacja).
Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii,
Warszawa 2007.
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) lub uproszczony aldehydu, z którego w wyniku
reakcji Cannizzaro otrzymano benzenokarboksylan sodu (benzoesan sodu)
i fenylometanol (alkohol benzylowy), oraz podaj formalne stopnie utlenienia atomów
węgla, które uczestniczą w procesie utleniania i redukcji (przed reakcją i po reakcji).
Poniżej przedstawiono uproszczony wzór para-benzochinonu – jednego z chinonów – oraz
produktu jego redukcji, czyli hydrochinonu. Pod wzorami tych związków podano ich nazwy
systematyczne.
Izomerem para-benzochinonu jest orto-benzochinon. Jego nazwa systematyczna to cykloheksa-3,5-dieno-1,2-dion.
Określ formalny stopień utlenienia oraz typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) orbitali
walencyjnych atomu węgla oznaczonego literą a w cząsteczce para-benzochinonu
i w cząsteczce hydrochinonu. Uzupełnij tabelę.
Sód to aktywny metal, który w związkach chemicznych przyjmuje stopień utlenienia I.
Spalany w powietrzu tworzy nadtlenek o wzorze Na2O2 (reakcja 1.). W reakcji nadtlenku
sodu z tlenkiem węgla(IV) powstają węglan sodu oraz bezbarwny i bezwonny gaz
podtrzymujący palenie (reakcja 2.).
Napisz, jakie stopnie utlenienia przyjmują sód i tlen w nadtlenku sodu (Na2O2).
Stopień utlenienia sodu:
Stopień utlenienia tlenu:
Tetratlenek triołowiu (minia ołowiowa) to związek o wzorze Pb3O4. W tym związku ołów
występuje na dwóch różnych parzystych stopniach utlenienia. W praktyce laboratoryjnej jest
stosowany często w procesach utleniania i redukcji, np. w reakcji z udziałem jonów
manganu(II) zachodzącej według poniższego schematu:
Mn2+ + Pb3O4 + H3O+ → MnO−4 + Pb2+ + H2O
16.1. (1 pkt)
Napisz stopnie utlenienia ołowiu w Pb3O4 oraz podaj liczbę moli elektronów potrzebnych
do zredukowania jednego mola tego związku do metalicznego ołowiu.
Stopnie utlenienia ołowiu w Pb3O4:
Liczba moli elektronów:
16.2. (2 pkt)
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem oddawanych lub pobieranych elektronów
(zapis jonowo-elektronowy) równanie procesu redukcji i równanie procesu utleniania
zachodzących podczas reakcji Pb3O4 z udziałem jonów Mn2+.
Równanie procesu redukcji:
Równanie procesu utlenienia:
16.3. (1 pkt)
Opisz zmiany barwy roztworu, w którym przebiegała opisana wyżej reakcja z udziałem
jonów Mn2+.
Gorący, stężony kwas siarkowy(VI) reaguje z niektórymi niemetalami. Jego reakcja
z węglem przebiega zgodnie z poniższym schematem
20.1. (1 pkt)
Uzupełnij schemat – wpisz stopnie utlenienia węgla i siarki.
20.2. (1 pkt)
W puste pola wpisz liczbę elektronów pobranych (poprzedzoną znakiem „+”) oraz liczbę elektronów oddanych (poprzedzoną znakiem „−”).
20.3. (1 pkt)
Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym schemacie reakcji.
20.4. (1 pkt)
Uzupełnij poniższe zdanie – podkreśl właściwe określenie w każdym nawiasie.
W opisanej reakcji kwas siarkowy(VI) ulega (redukcji / utlenianiu) do tlenku siarki(IV),
przez co powoduje (redukcję / utlenianie) węgla do tlenku węgla(IV).
W procesach technologicznej przeróbki fenolu otrzymuje się m.in. cykloheksanol
i cykloheksanon, których uproszczone wzory przedstawiono poniżej. Literami a i b oznaczono
wybrane atomy węgla.
Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii,
Warszawa 2007.
W laboratorium chemicznym cykloheksanon łatwo można otrzymać z cykloheksanolu, jeżeli
jako utleniacz zastosuje się dichromian(VI) potasu w obecności CH3COOH.
24.1. (2 pkt)
Opisz zmianę barwy roztworu podczas opisanej reakcji oraz napisz wzór związku
chromu, który można wydzielić jako ciało stałe, z mieszaniny reagentów po
przeprowadzeniu opisanego procesu.
Opis zmiany:
Wzór związku chromu:
24.2. (1 pkt)
Uzupełnij tabelę. Wpisz stopnie utleniania atomów chromu oraz atomów węgla
zmieniające się w trakcie zachodzenia reakcji utleniania cykloheksanolu do
cykloheksanonu.
Dwa pierwiastki oznaczone literami X i Z leżą w czwartym okresie układu okresowego
pierwiastków. Ponadto wiadomo, że w stanie podstawowym:
atom pierwiastka X ma na ostatniej powłoce sześć elektronów;
atom pierwiastka Z ma łącznie na ostatniej powłoce i na podpowłoce 3d sześć elektronów.
1.1. (0–1)
Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz symbole pierwiastków X i Z, dane dotyczące ich położenia w układzie okresowym oraz symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należy każdy z pierwiastków.
Symbol pierwiastka
Numer grupy
Symbol bloku
pierwiastek X
pierwiastek Z
1.2. (0–1)
Wybierz pierwiastek (X albo Z), którego atomy w stanie podstawowym mają większą liczbę elektronów niesparowanych. Uzupełnij poniższy zapis, tak aby przedstawiał on konfigurację elektronową atomu w stanie podstawowym wybranego pierwiastka. Zastosuj schematy klatkowe, podaj numery powłok i symbole podpowłok.
1.3. (0–1)
Napisz wzór sumaryczny wodorku pierwiastka X oraz wzór sumaryczny tlenku pierwiastka Z, w którym ten pierwiastek przyjmuje maksymalny stopień utlenienia.
Siarczek baru można otrzymać przez ogrzewanie siarczanu(VI) baru z węglem
w podwyższonej temperaturze. Ta reakcja zachodzi zgodnie ze schematem:
BaSO4 + C
ogrzewanie
BaS + CO
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
16.1. (1 pkt)
Uzupełnij schemat – wpisz stopnie utlenienia siarki i węgla.
16.2. (1 pkt)
W odpowiednie pola wpisz liczbę elektronów pobranych (poprzedzoną znakiem „+”) oraz liczbę elektronów oddanych (poprzedzoną znakiem „−”).
16.3. (1 pkt)
Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w schemacie reakcji.
BaSO4 + C
ogrzewanie
BaS + CO
16.4. (1 pkt)
Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienie poniższych zdań.
W opisanej reakcji węgiel jest (reduktorem / utleniaczem), gdyż ulega (redukcji / utlenieniu). Stopień utlenienia tlenu (się zmniejsza / się zwiększa / nie ulega zmianie).
