Detergenty to związki, których cząsteczki są zbudowane z części hydrofilowej oraz z części
hydrofobowej. Obecnie powszechnie stosowanymi detergentami są alkilobenzenosulfoniany.
Przykładem takiego detergentu jest alkilobenzenosulfonian sodu, który otrzymuje się w trzech
etapach – co zilustrowano na schemacie:
RCH=CHRꞌ to alken o 10–14 atomach węgla w cząsteczce i o nierozgałęzionym łańcuchu,
a R i Rꞌ są grupami alkilowymi.
Na podstawie: H. Hart i in., Chemia organiczna, Warszawa 2008.
Zaznacz w podanym poniżej wzorze detergentu fragment hydrofobowy.
Poli(kwas mlekowy), oznaczany symbolem PLA, jest biodegradowalnym termoplastycznym
poliestrem wytwarzanym z surowców naturalnych, takich jak skrobia. Wyodrębnioną z roślin
skrobię poddaje się hydrolizie, której ostatecznym produktem jest D-glukoza.
Ten monosacharyd jest następnie substratem fermentacji prowadzącej do kwasu mlekowego
(kwasu 2-hydroksypropanowego).
26.1. (0–1)
Uzupełnij schemat tak, aby powstało równanie hydrolizy skrobi. Zastosuj wzór
sumaryczny glukozy.
(C6H10O5)n + ⟶
26.2. (0–1)
Napisz równanie fermentacji mlekowej glukozy. Zastosuj wzór sumaryczny glukozy
i wzór półstrukturalny (grupowy) kwasu mlekowego.
Tytan jest lekkim metalem odpornym na korozję. W zależności od stopnia utlenienia tytanu
chlorki tego pierwiastka odznaczają się różnymi właściwościami fizycznymi. Wartości
temperatury topnienia i temperatury wrzenia dwóch związków tytanu z chlorem zestawiono
w poniższej tabeli.
Wzór związku tytanu z chlorem
Temperatura topnienia, °C
Temperatura wrzenia, °C
TiCl2
1035
1500
TiCl4
– 24
136
Reakcja tlenku tytanu(IV) – o wzorze TiO2 – z tetrachlorometanem w temperaturze 500 °C
prowadzi do powstania chlorku tytanu(IV) oraz tlenku węgla(IV) (reakcja 1.). Z kolei chlorek
tytanu(II) – jako jedyny produkt reakcji – można otrzymać w wyniku przepuszczania par
chlorku tytanu(IV) w temperaturze 1040 °C nad metalicznym tytanem (reakcja 2.).
Na podstawie: L. Kolditz, Chemia nieorganiczna, Warszawa 1994.
3.1. (0–1)
Uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał on graficzny (klatkowy) zapis
konfiguracji elektronowej jonu Ti2+ w stanie podstawowym. W zapisie uwzględnij
numer powłoki i symbol podpowłoki.
3.2. (0–1)
Uzupełnij tabelę. Wpisz wartości dwóch liczb kwantowych: głównej i pobocznej, które
opisują stan energetyczny jednego z niesparowanych elektronów atomu tytanu
w stanie podstawowym.
Liczby kwantowe
Główna liczba kwantowa 𝑛
Poboczna liczba kwantowa 𝑙
Wartości liczb kwantowych
3.3. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych
w każdym nawiasie.
Sieć krystaliczna metalicznego tytanu składa się z (atomów / kationów) otoczonych chmurą
zdelokalizowanych elektronów. W sieci krystalicznej chlorku tytanu(II) obecne są
(atomy / jony). Ze wzrostem stopnia utlenienia tytanu w chlorkach (maleje / rośnie) jonowy
charakter wiązania.
3.4. (0–2)
Napisz w formie cząsteczkowej równania opisanych reakcji otrzymywania TiCl4
(reakcja 1.) i TiCl2 (reakcja 2.). Rozstrzygnij, czy dana przemiana jest reakcją
utleniania-redukcji. Zaznacz TAK albo NIE.
Równanie kinetyczne wyznacza się doświadczalnie. W tym celu dokonuje się wielokrotnego
pomiaru szybkości reakcji przy zmianie stężenia tylko jednego z reagentów. Takie
postępowanie pozwala określić, jak zmiana stężenia wpływa na wartość szybkości reakcji.
Przeprowadzono trzy doświadczenia, w których określono początkową szybkość reakcji
przebiegającej w temperaturze T według równania:
S2O2−8 (aq) + 3I− (aq) → 2SO2−4 (aq) + I−3 (aq)
Równanie kinetyczne przedstawionego procesu ma postać:
𝑣 = 𝑘 ∙ c𝑚S2O2−8 ∙ c𝑛I−
Wartości stężenia jonów S2O2−8 i I− oraz uzyskane wartości początkowej szybkości zaniku
jonów S2O2−8 podano w poniższej tabeli. Przedstawione dane pozwoliły określić
współczynniki 𝑚 i 𝑛 w równaniu kinetycznym tej reakcji.
Doświadczenie
Początkowe stężenie, mol · dm−3
Początkowa szybkość, mol · dm−3 ∙ s−1
S2O2−8
I−
1.
0,15
0,21
1,14
2.
0,22
0,21
1,70
3.
0,22
0,12
0,98
Na podstawie: L. Jones, P. Atkins, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2004.
Oblicz szybkość reakcji (wyrażoną w jednostce: mol · dm−3 · s−1) w doświadczeniu 1.
w chwili, gdy w wyniku zachodzącej reakcji stężenie jonów S2O2−8 obniży się do
wartości 0,10 mol · dm−3.
Jony FeO2–4 mogą powstać podczas reakcji Fe(OH)3 z jonami ClO– w nasyconym roztworze
NaOH, zilustrowanej poniższym schematem:
Fe(OH)3 + ClO– + OH– → FeO2–4 + Cl– + H2O
Na podstawie: L. Kolditz, Chemia nieorganiczna, Warszawa 1994.
Napisz w formie jonowej skróconej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub
pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie reakcji utleniania
zachodzącej podczas opisanej przemiany. Uwzględnij środowisko reakcji. Uzupełnij
współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
W wyniku kontaktu ze skałami i z glebą woda wzbogaca się m.in. w związki wapnia. Obecność tych związków w wodzie jest przyczyną zwiększonej twardości. Twardość węglanową (przemijającą) można usunąć przez gotowanie, co prowadzi do przechodzenia wodorowęglanu wapnia w osad węglanu.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018.
Napisz w formie jonowej równanie reakcji, która zachodzi podczas gotowania twardej wody zawierającej wodorowęglan wapnia.
Chlorki kwasowe otrzymuje się przez podstawienie grupy –OH kwasu karboksylowego
atomem chloru. Zazwyczaj stosuje się w tym celu chlorek tionylu o wzorze SOCl2, ponieważ
produkty nieorganiczne – tlenek siarki(IV) oraz chlorowodór – są gazami i można je łatwo
oddzielić od produktu organicznego.
Chlorki kwasowe to bardzo reaktywne pochodne kwasów karboksylowych. Ich reakcje
z alkoholami przebiegają szybko i praktycznie nieodwracalnie. Ten proces można
zilustrować równaniem:
R1COCl + R2–OH → R1COOR2 + HCl
Na podstawie: R.T. Morrison, R.N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 2011.
Napisz równanie reakcji otrzymywania chlorku benzoilu opisaną metodą. Zastosuj
wzór półstrukturalny (grupowy) lub uproszczony odpowiedniego kwasu
karboksylowego.
Chlorki kwasowe otrzymuje się przez podstawienie grupy –OH kwasu karboksylowego
atomem chloru. Zazwyczaj stosuje się w tym celu chlorek tionylu o wzorze SOCl2, ponieważ
produkty nieorganiczne – tlenek siarki(IV) oraz chlorowodór – są gazami i można je łatwo
oddzielić od produktu organicznego.
Chlorki kwasowe to bardzo reaktywne pochodne kwasów karboksylowych. Ich reakcje
z alkoholami przebiegają szybko i praktycznie nieodwracalnie. Ten proces można
zilustrować równaniem:
R1COCl + R2–OH → R1COOR2 + HCl
Na podstawie: R.T. Morrison, R.N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 2011.
Wyjaśnij, dlaczego reakcja powstawania estru z chlorku kwasowego i alkoholu
zachodzi z większą wydajnością niż reakcja otrzymywania identycznego estru z kwasu
karboksylowego i alkoholu w obecności H2SO4. W odpowiedzi porównaj przebieg obu
reakcji.
Wiele estrów znajduje zastosowanie w przemyśle perfumeryjnym. Przykładem takiego estru
jest cynamonian benzylu, którego wzór przedstawiono poniżej.
Na podstawie: K. Kacprzak, K. Gawrońska, Chemia kosmetyczna. Ćwiczenia laboratoryjne, Poznań 2008.
23.1. (0–1)
Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone:
chlorku kwasu karboksylowego
alkoholu,
które biorą udział w reakcji otrzymywania cynamonianiu benzylu.
Wzór chlorku kwasu karboksylowego
Wzór alkoholu
23.2. (0–1)
Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne sześciu związków organicznych oznaczonych
literami A–F.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych
w każdym nawiasie.
Cynamonian benzylu powstaje zarówno w reakcji chlorku kwasowego z alkoholem,
jak również w reakcji związku (A / C) ze związkiem (D / F). W środowisku zasady sodowej
cynamonian benzylu ulega hydrolizie, w której jednym z produktów jest związek (A / B / E).
