Mieszaninę 1 zawierającą trzy izomeryczne alkohole A, B i C o wzorze sumarycznym C4H10O
poddano łagodnemu utlenianiu za pomocą tlenku miedzi(II). Następnie otrzymaną
mieszaninę 2 utleniono tlenem z powietrza. W wyniku opisanych przemian otrzymano
mieszaninę 3, która zawierała trzy różne związki organiczne:
alkohol B;
produkt dwóch kolejnych przemian, którym uległ alkohol C;
produkt jednej przemiany alkoholu A.
Określ rzędowość każdego z alkoholi i wpisz do tabeli litery, którymi je oznaczono.
Mieszaninę 1 zawierającą trzy izomeryczne alkohole A, B i C o wzorze sumarycznym C4H10O
poddano łagodnemu utlenianiu za pomocą tlenku miedzi(II). Następnie otrzymaną
mieszaninę 2 utleniono tlenem z powietrza. W wyniku opisanych przemian otrzymano
mieszaninę 3, która zawierała trzy różne związki organiczne:
alkohol B;
produkt dwóch kolejnych przemian, którym uległ alkohol C;
produkt jednej przemiany alkoholu A.
Produkt przemian alkoholu C nie zawiera w swojej cząsteczce III-rzędowych atomów węgla.
Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) trzech związków organicznych wchodzących
w skład mieszaniny 3.
Składnik w mieszaninie 3
alkohol B
produkt dwóch kolejnych przemian, którym uległ alkohol C
Woda ciężka (tlenek deuteru, D2O), której cząsteczki zawierają deuter – izotop wodoru 2H,
podobnie jak zwykła woda, ulega odwracalnemu procesowi autodysocjacji opisanemu
równaniem:
2D2O ⇄ D3O+ + OD−.
Proces autodysocjacji można opisać stałą dysocjacji KD2O zależną od temperatury.
Wygodnym sposobem posługiwania się stałą dysocjacji jest wyrażenie jej wartości w formie
zlogarytmowanej: pKD2O = − logKD2O .
Zestawienie wartości pKD2O w różnych temperaturach podano w tabeli.
Temperatura, °C
10
20
30
40
50
pKD2O
15,44
15,05
14,70
14,39
14,10
Na podstawie: D.R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press 1990
oraz A.K. Covington, R.A. Robinson, R.G. Bates, The Ionization Constant of Deuterium Oxide from 5 to 50°,
,,The Journal of Physical Chemistry”, 1966, 70 (12), s. 3820–3824
Wartość pKH2O (pKw) dla procesu autodysocjacji wody zwykłej w temperaturze 25°C wynosi 14,00.
Narysuj wykres zależności pKD2O od temperatury i oblicz stężenie jonów OD− w ciężkiej wodzie w temperaturze 25°C. Rozstrzygnij, który proces dysocjacji – D2O czy H2O – zachodzi w większym stopniu w temperaturze 25°C.
Próba jodoformowa polega na działaniu jodem w roztworze wodorotlenku sodu na badany
związek organiczny. O pozytywnym wyniku eksperymentu świadczy pojawienie się żółtego
osadu trijodometanu nazywanego jodoformem. Taki wynik wskazuje m.in. na obecność grupy
metylowej w sąsiedztwie grupy karbonylowej w cząsteczce. Próba jodoformowa pozwala
również na wykrycie obecności alkoholi o strukturze:
gdzie R oznacza atom wodoru, grupę alkilową lub arylową.
Jod reaguje z wodorotlenkiem sodu zgodnie z równaniem:
I2 + 2NaOH → NaI + NaIO + H2O
Następnie jeden z produktów tej reakcji – związek o wzorze NaIO – reaguje z alkoholem:
Reakcja przebiega w trzech etapach (C – podkreślony atom węgla):
Na podstawie: R. T. Morrison, R. N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 1996.
Określ stopnie utlenienia atomu jodu i podkreślonego atomu węgla w reakcji etapu (1).
Przyjmij, że w reakcji tej R to grupa metylowa –CH3. Uzupełnij poniższą tabelę.
Poniżej przedstawiono, za pomocą trzyliterowych symboli aminokwasów, wzór pewnego
tetrapeptydu.
Ser-Gly-Cys-Ala
W notacji tej z lewej strony umieszcza się kod aminokwasu, którego reszta zawiera wolną
grupę aminową połączoną z atomem węgla α.
W skład opisanego tetrapeptydu wchodzi aminokwas niewykazujący czynności optycznej.
Uzupełnij poniższy schemat tak, aby ilustrował reakcje chemiczne, którym ulega
opisany aminokwas. Uwzględnij dominującą formę, w jakiej występuje on w roztworze
wodnym o odczynie odpowiadającym punktowi izoelektrycznemu. Zastosuj wzory
półstrukturalne (grupowe) reagentów organicznych.
Poniżej przedstawiono wzory Fischera trzech stereoizomerów kwasu winowego
(2,3-dihydroksybutanodiowego).
47.1. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdanie. Wybierz i zaznacz właściwe określenie w każdym nawiasie.
Związki I i II są (enancjomerami / diastereoizomerami), a związki II i III stanowią parę
(enancjomerów / diastereoizomerów).
47.2. (0–1)
Wymienionym w tabeli właściwościom fizycznym substancji przyporządkuj wzory
właściwych stereoizomerów (I i II) – wpisz ich numery. Dla stereoizomeru III wpisz
w tabeli przewidywane wartości temperatury topnienia, rozpuszczalności
i skręcalności właściwej.
Numer stereoizomeru
Temperatura topnienia, °C
Rozpuszczalność, g/100 g H2O
Skręcalność właściwa
170
139
+12°
148
125
0 °
III
Na podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2003.
Agar to substancja żelująca wytwarzana z krasnorostów. W jej skład wchodzi m.in. agaroza
– polisacharyd, który jest polimerem β‑D‑galaktozy i α‑3,6‑anhydro‑L‑galaktozy.
49.1. (0–1)
Wiązanie O-glikozydowe powstaje w wyniku kondensacji dwóch grup –OH należących
do dwóch cząsteczek monosacharydów, przy czym przynajmniej jedna z tych grup związana
była z anomerycznym (półacetalowym) atomem węgla w cząsteczce monosacharydu.
3,6-anhydrogalaktoza powstaje w wyniku kondensacji grup hydroksylowych znajdujących się
przy 3. i 6. atomie węgla cząsteczki galaktozy prowadzącej do oderwania cząsteczki wody.
Na poniższym schemacie budowy fragmentu łańcucha agarozy zakreśl atomy tlenu
uczestniczące w tworzeniu wiązań O‑glikozydowych. Napisz sumaryczny wzór
α-3,6-anhydrogalaktozy.
Wzór sumaryczny α‑3,6‑anhydro‑L‑galaktozy:
49.2. (0–1)
Uzupełnij poniższy schemat tak, aby przedstawiał wzór β‑D‑galaktozy
(β‑D‑galaktopiranozy).
49.3. (0–2)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych
w każdym nawiasie.
Agar dobrze rozpuszcza się w gorącej wodzie i tworzy (roztwór właściwy / układ koloidalny).
Stygnąc, przyjmuje postać (zolu / żelu). Takie właściwości agaru są możliwe dzięki
oddziaływaniu jego cząsteczek z cząsteczkami wody polegającym na tworzeniu licznych
wiązań (jonowych / kowalencyjnych / wodorowych). Podobne właściwości wykazuje
otrzymywana z kości i skór zwierząt rzeźnych żelatyna, która jest
(białkiem / dekstryną / polisacharydem).
O dwóch pierwiastkach umownie oznaczonych literami X i Z wiadomo, że:
oba przyjmują w związkach chemicznych taki sam maksymalny stopień utlenienia
konfiguracja elektronowa atomu pierwiastka X w stanie wzbudzonym, który powstał
w wyniku przeniesienia jednego z elektronów sparowanych na podpowłokę wyższą
energetycznie i nieobsadzoną, może zostać przedstawiona w postaci zapisu:
w stanie podstawowym atom pierwiastka Z ma łącznie na ostatniej powłoce i na podpowłoce
3d pięć elektronów.
1.1. (0–2)
Wpisz do tabeli symbol pierwiastka X i symbol pierwiastka Z, numer grupy oraz symbol
bloku konfiguracyjnego, do których należy każdy z pierwiastków.
Symbol pierwiastka
Numer grupy
Symbol bloku konfiguracyjnego
pierwiastek X
pierwiastek Z
1.2. (0–1)
Napisz wzór sumaryczny wodorku pierwiastka X oraz maksymalny stopień utlenienia,
jaki przyjmują pierwiastki X i Z w związkach chemicznych.
Wzór sumaryczny wodorku pierwiastka X:
Maksymalny stopień utlenienia, jaki przyjmują pierwiastki X i Z w związkach chemicznych:
1.3. (0–1)
Przedstaw pełną konfigurację elektronową jonu Z2+ w stanie podstawowym. Zastosuj
zapis z uwzględnieniem podpowłok.
Wpisz do tabeli temperaturę wrzenia wymienionych substancji (H2, CaCl2, HCl) pod
ciśnieniem atmosferycznym. Wartości temperatury wrzenia wybierz spośród
następujących: –253°C, –85°C, 100°C, 1935°C.
