Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na schemacie.
W obu probówkach wytrącił się brunatny osad.
14.1. (0–1)
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem oddawanych lub pobieranych elektronów
(zapis jonowo-elektronowy) równania procesu redukcji i procesu utleniania
zachodzących w probówce I podczas opisanego doświadczenia. Uwzględnij fakt, że
jednym z substratów obu procesów jest woda.
Równanie procesu redukcji:
Równanie procesu utleniania:
14.2. (0–2)
Oceń, jaki jest odczyn roztworu po zakończeniu reakcji w probówce I, oraz podaj nazwę
anionu zawierającego siarkę, który powstał w wyniku reakcji chemicznej przebiegającej
w probówce II.
Odczyn roztworu po reakcji w probówce I:
Nazwa anionu zawierającego siarkę:
Wartości pH wody oraz wodnych roztworów kwasów i wodorotlenków mogą ulegać znacznym
zmianom podczas dodawania do nich mocnych kwasów lub zasad. Istnieją jednak roztwory,
których pH zmienia się nieznacznie po dodaniu mocnego kwasu lub zasady na skutek reakcji
składników roztworu z jonami wodorowymi lub jonami wodorotlenkowymi. Nazywamy je
buforami pH. Buforowe właściwości mają roztwory zawierające sprzężoną parę kwas–zasada
Brønsteda w podobnych stężeniach, np.: słaby kwas i jego sól z mocną zasadą, słabą zasadę
i jej sól z mocnym kwasem, słaby kwas wieloprotonowy i jego wodorosól lub mieszaninę
wodorosoli.
Na podstawie: A. Bielański, *Podstawy chemii nieorganicznej*, Warszawa 2004
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
W buforze octanowym sprzężoną parę kwas–zasada stanowią obecne w nim cząsteczki kwasu octowego i aniony octanowe.
P
F
2.
Dodanie mocnego kwasu do buforu octanowego tylko nieznacznie wpłynie na zmianę pH tego roztworu, ponieważ jony wodorowe pochodzące od mocnego kwasu zostaną związane w wyniku reakcji opisanej równaniem: CH3COO− + H3O+ ⇄ CH3COOH + H2O
P
F
3.
Działanie buforu pH polega na tym, że po dodaniu mocnego kwasu zasada Brønsteda reaguje z jonami wodorowymi, a po dodaniu mocnej zasady kwas Brønsteda reaguje z jonami wodorotlenkowymi.
Wartości pH wody oraz wodnych roztworów kwasów i wodorotlenków mogą ulegać znacznym
zmianom podczas dodawania do nich mocnych kwasów lub zasad. Istnieją jednak roztwory,
których pH zmienia się nieznacznie po dodaniu mocnego kwasu lub zasady na skutek reakcji
składników roztworu z jonami wodorowymi lub jonami wodorotlenkowymi. Nazywamy je
buforami pH. Buforowe właściwości mają roztwory zawierające sprzężoną parę kwas–zasada
Brønsteda w podobnych stężeniach, np.: słaby kwas i jego sól z mocną zasadą, słabą zasadę
i jej sól z mocnym kwasem, słaby kwas wieloprotonowy i jego wodorosól lub mieszaninę
wodorosoli.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004
Jednym z buforów odpowiedzialnych za utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej krwi jest
bufor fosforanowy, który można otrzymać przez rozpuszczenie dwóch wodorosoli kwasu
ortofosforowego(V) w wodzie.
Napisz w formie jonowej skróconej dwa równania reakcji ilustrujące działanie opisanego buforu fosforanowego. Przyjmij, że substraty reagują w stosunku molowym 1 : 1.
Jon CH3COO– występujący w wodnym roztworze octanu sodu jest niezbyt mocną zasadą
Brønsteda, która reaguje z cząsteczką wody zgodnie z równaniem:
CH3COO− + H2O ⇄ CH3COOH + OH−
Równowagę tej reakcji opisuje stała dysocjacji zasadowej Kb, wyrażona następującym
równaniem:
Kb = [CH3COOH] ⋅ [OH−][CH3COO−]
Iloczyn stałej dysocjacji kwasowej Ka kwasu CH3COOH i stałej dysocjacji zasadowej Kb
sprzężonej z nim zasady CH3COO– jest równy iloczynowi jonowemu wody: Ka · Kb = Kw.
W temperaturze 25°C iloczyn jonowy wody jest równy Kw = 1,0 ⋅ 10−14 .
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna. Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa,
Warszawa 2001 oraz pr. zb. pod red. Z. Galusa, Ćwiczenia rachunkowe z chemii analitycznej, Warszawa 2006.
Oblicz pH wodnego roztworu octanu sodu o stężeniu 0,05 mol ⋅ dm−3 w temperaturze
25°C. Przyjmij, że reakcji z wodą ulega mniej niż 5% anionów octanowych.
W trzech probówkach (I, II i III) znajdowały się wodne roztwory:
mocznika (CO(NH2)2),
chlorku amonu (NH4Cl)
i acetamidu (CH3CONH2)
W celu ich identyfikacji przeprowadzono dwie serie doświadczeń.
W pierwszej serii doświadczeń do każdej probówki zanurzono żółty uniwersalny papierek
wskaźnikowy. Zmianę barwy wskaźnika zaobserwowano tylko w probówce III.
W drugiej serii doświadczeń do probówek I i II dodano wodny roztwór wodorotlenku sodu
i ogrzano zawartości obu naczyń. U wylotu obu probówek wyczuwalny był ten sam
charakterystyczny zapach. Następnie do probówek I i II dodano wodny roztwór azotanu(V)
baru. Pojawienie się białego osadu zaobserwowano tylko w probówce I.
36.1. (0–1)
Podaj nazwy związków, które zidentyfikowano podczas przeprowadzonych doświadczeń.
Probówka I:
Probówka II:
Probówka III:
36.2. (0–1)
Określ odczyn roztworu znajdującego się w probówce III i napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, które potwierdzi wskazany odczyn.
Odczyn roztworu:
Równanie reakcji:
36.3. (0–1)
Napisz wzór substancji, której charakterystyczny zapach był wyczuwalny u wylotu probówek I i II, oraz napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, w wyniku której w probówce I powstał biały osad.
Aby potwierdzić zasadowy charakter tlenku baru, przeprowadzano reakcję tego tlenku
z pewnym odczynnikiem w obecności wskaźnika pH, którym była czerwień bromofenolowa.
Wskaźnik ten w roztworach o pH < 5,2 ma barwę żółtą, a w roztworach o pH > 6,8 przyjmuje
barwę czerwoną. W roztworach o 5,2 < pH < 6,8 barwi się na kolor pośredni między żółtym
a czerwonym (różne odcienie barwy pomarańczowej).
Do probówki wprowadzono wybrany odczynnik z dodatkiem czerwieni bromofenolowej,
a następnie dodano nadmiar stałego tlenku baru, dokładnie mieszając jej zawartość.
Zaobserwowano, że dodany tlenek baru roztworzył się całkowicie, a powstały w probówce
klarowny roztwór zmienił zabarwienie.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
9.1. (0–1)
Uzupełnij poniższy schemat wykonania doświadczenia. Wpisz wzór odczynnika wybranego spośród następujących:
HCl (aq)
H2SO4 (aq)
H3PO4 (aq)
NaOH (aq)
9.2. (0–1)
Napisz, jakie było zabarwienie zawartości probówki przed wprowadzeniem tlenku baru i po jego wprowadzeniu do roztworu znajdującego się w probówce.
Wodny roztwór amoniaku ogrzano, a następnie ochłodzono do początkowej temperatury.
Objętość roztworu praktycznie się nie zmieniła, ale jego pH uległo zmianie.
Oceń, jak zmieniło się (wzrosło czy zmalało) pH tego roztworu. Odpowiedź uzasadnij.
