Uczniowie wykonali doświadczenie, w którym porównywali barwy różnych wskaźników pH w wodnych roztworach HCl, NaCl i NaOH. Wszystkie roztwory miały jednakową wartość stężenia, równą 0,1 mol · dm−3. W doświadczeniu użyto:
wskaźnika A – fenoloftaleiny – dodanego do jednej probówki
wskaźnika B – czerwieni Kongo – dodanego do dwóch probówek
wskaźnika C – błękitu bromotymolowego – dodanego do trzech probówek.
Każdy roztwór badano z zastosowaniem dwóch wybranych wskaźników.
Wyniki doświadczenia pokazano na zdjęciach zamieszczonych w tabeli.
Uzupełnij tabelę. Wpisz:
nad zdjęciem każdej probówki literę A, B albo C, odpowiadającą wskaźnikowi, który wprowadzono do tej probówki
w dolnym wierszu tabeli wzór każdej z substancji, której roztwory z dodanymi wskaźnikami pokazano na zdjęciach.
W tabeli podano wartości (zaokrąglone do liczb całkowitych) rozpuszczalności bezwodnego
siarczanu(VI) miedzi(II) w wodzie w zakresie temperatury 0 ℃–100 ℃.
Temperatura, ℃
0
20
40
60
80
100
Rozpuszczalność, g w 100 g wody
14
20
29
41
57
77
Na podstawie: J. Sawicka i in., Tablice chemiczne, Gdańsk 2016.
Przeprowadzono doświadczenie, w którym próbkę stałego hydratu o wzorze CuSO4 · 5H2O
– zdjęcie A – zważono i poddano prażeniu. Wygląd próbki w trakcie prażenia i bezpośrednio
po jego zaprzestaniu przedstawiono na zdjęciach B i C.
Zdjęcie A
Zdjęcie B
Zdjęcie C
Po zakończeniu prażenia próbkę ponownie zważono i stwierdzono, że jej masa się zmieniła.
Dodatkowo zaobserwowano, że powstała substancja – pozostawiona przez pewien czas na
powietrzu – przyjęła niebieską barwę.
Oceń prawdziwość zdań. Wybierz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest
fałszywe.
1.
Podczas doświadczenia masa próbki się zmniejszyła, ponieważ hydrat w trakcie prażenia traci wodę krystalizacyjną
P
F
2.
Otrzymaną białą substancją jest odwodniony CuSO4 · 5H2O, który ma właściwości higroskopijne.
Wzór szkieletowy związku organicznego odzwierciedla kształt jego łańcucha węglowego. We wzorze tym nie zaznacza się atomów węgla i połączonych z nimi atomów wodoru, lecz rysuje się szkielet węglowy w postaci linii łamanych z uwzględnieniem wiązań wielokrotnych, podaje się wzory grup funkcyjnych oraz symbole podstawników (atomów) innych niż wodór. Czasami we wzorze tym uwzględnia się wybrany atom węgla.
Cyklopentolat to lek stosowany w okulistyce. Jego roztwór podaje się przed zabiegami i badaniami okulistycznymi, ponieważ wykazuje mniej działań niepożądanych w porównaniu ze stosowaną wcześniej atropiną. Poniżej przedstawiono wzór szkieletowy cyklopentolatu.
Na podstawie: P. Graham, Chemia medyczna, Warszawa 2019.
12.1. (0–2)
Uzupełnij tabelę. Podaj stopnie utlenienia oraz typ hybrydyzacji orbitali walencyjnych atomów węgla oznaczonych literami a i b we wzorze cząsteczki cyklopentolatu.
Stopień utlenienia
Typ hybrydyzacji
Carbon atom 𝒂
Carbon atom 𝒃
12.2. (0–1)
Cyklopentolat poddano hydrolizie w odpowiednich warunkach w środowisku kwasowym. W wyniku reakcji otrzymano dwa produkty organiczne, z których jeden był związkiem jonowym.
Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) kationu powstałego w tej reakcji.
Jon CO2−3 reaguje z cząsteczką wody zgodnie z równaniem:
CO2−3 + H2O ⇄ HCO−3 + OH−
Równowagę tej reakcji opisuje stała dysocjacji zasadowej 𝐾b wyrażona równaniem:
𝐾b = [HCO−3] ⋅ [OH−][CO2−3]
Iloczyn stałej dysocjacji kwasowej jonu HCO−3 i stałej dysocjacji zasadowej sprzężonej z nim zasady CO2−3 jest równy iloczynowi jonowemu wody:
𝐾a ⋅ 𝐾b = 𝐾w
W temperaturze 25 °C iloczyn jonowy wody wynosi 𝐾w = 1,00 ⋅ 10−14.
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna, Warszawa 2022; Z. Galus (red.), Ćwiczenia rachunkowe z chemii analitycznej, Warszawa 2013.
Oblicz pH – w temperaturze 25 °C – roztworu K2CO3 o stężeniu molowym równym 0,10 mol · dm‒3. W obliczeniach pomiń drugi etap dysocjacji zasadowej.
Kwas tiosiarkowy (kwas trioksotiosiarkowy) to związek o wzorze H2S2O3. Wartości jego
stałych dysocjacji wynoszą – odpowiednio – p𝐾a1 = 0,6 i p𝐾a2 = 1,74 .
Jon S2O2–3 ma strukturę analogiczną do jonu SO2–4. Poniżej przedstawiono jeden z możliwych
wzorów elektronowych opisujących strukturę tego anionu.
Kwas tiosiarkowy jest substancją nietrwałą, w przeciwieństwie do jego soli – tiosiarczanów.
Tiosiarczan sodu można otrzymać w wyniku ogrzewania wodnego roztworu Na2SO3
z zawiesiną koloidalnej siarki. Zachodzi wówczas reakcja opisana równaniem:
Na2SO3 (aq) + S (s) → Na2S2O3 (aq)
Ten związek krystalizuje z roztworu jako sól uwodniona.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018;
C. Housecroft, A.G. Sharpe, Inorganic chemistry, Harlow 2018.
Jeden z anionów kwasu tiosiarkowego ulega dysocjacji zasadowej. Stała 𝐾b tego procesu
jest równa 5,49 ∙ 10−13 .
Uzupełnij schemat tak, aby powstało równanie procesu dysocjacji zasadowej
opisanego anionu kwasu tiosiarkowego. Zastosuj definicję kwasu i zasady Brønsteda.
Mannoza i glukoza to aldoheksozy. Cząsteczka mannozy różni się od cząsteczki glukozy położeniem grupy -OH przy drugim atomie węgla. Mannoza ulega redukcji do alkoholu polihydroksylowego zwanego mannitolem.
13.1. (0–1)
Narysuj wzór D-mannitolu w projekcji Fischera.
13.2. (0–1)
Wykonano doświadczenie, w którym do probówki zawierającej świeżo strąconą zasadową zawiesinę wodorotlenku miedzi(II) dodano wodny roztwór mannitolu. Zawartość probówki wymieszano.
Wybierz zdjęcie, które przedstawia wygląd zawartości probówki po zakończeniu doświadczenia. Wpisz właściwy numer poniżej.
Poniżej przedstawiono w przypadkowej kolejności wzory trzech związków: dwa z nich
występują w produktach rafinacji ropy naftowej, a jeden jest stosowany jako dodatek do
paliwa, bo zapobiega zbyt gwałtownemu spalaniu w komorze silnika (antydetonator).
Uzupełnij tabelę. Wpisz numery, którymi oznaczono opisane związki.
Kwas tiosiarkowy (kwas trioksotiosiarkowy) to związek o wzorze H2S2O3. Wartości jego
stałych dysocjacji wynoszą – odpowiednio – p𝐾a1 = 0,6 i p𝐾a2 = 1,74 .
Jon S2O2–3 ma strukturę analogiczną do jonu SO2–4. Poniżej przedstawiono jeden z możliwych
wzorów elektronowych opisujących strukturę tego anionu.
Kwas tiosiarkowy jest substancją nietrwałą, w przeciwieństwie do jego soli – tiosiarczanów.
Tiosiarczan sodu można otrzymać w wyniku ogrzewania wodnego roztworu Na2SO3
z zawiesiną koloidalnej siarki. Zachodzi wówczas reakcja opisana równaniem:
Na2SO3 (aq) + S (s) → Na2S2O3 (aq)
Zmieszano 100 cm3 roztworu AgNO3 o stężeniu 0,10 mol ∙ dm−3 i 50 cm3 roztworu
Na2S2O3 o takim samym stężeniu. Strącił się biały osad tiosiarczanu srebra(I), który szybko
zaczął żółknąć, a następnie zmienił barwę na czarną. Powstały osad odsączono. Po dodaniu
roztworu wodorotlenku baru do przesączu pojawił się biały osad. Stwierdzono, że otrzymane
stałe substancje to Ag2S (czarny osad) i BaSO4 (biały osad).
Napisz w formie jonowej równanie reakcji rozkładu tiosiarczanu srebra(I). Uwzględnij
udział wody w tym procesie.
Kwas tiosiarkowy (kwas trioksotiosiarkowy) to związek o wzorze H2S2O3. Wartości jego
stałych dysocjacji wynoszą – odpowiednio – p𝐾a1 = 0,6 i p𝐾a2 = 1,74 .
Jon S2O2–3 ma strukturę analogiczną do jonu SO2–4. Poniżej przedstawiono jeden z możliwych
wzorów elektronowych opisujących strukturę tego anionu.
Kwas tiosiarkowy jest substancją nietrwałą, w przeciwieństwie do jego soli – tiosiarczanów.
Tiosiarczan sodu można otrzymać w wyniku ogrzewania wodnego roztworu Na2SO3
z zawiesiną koloidalnej siarki. Zachodzi wówczas reakcja opisana równaniem:
Na2SO3 (aq) + S (s) → Na2S2O3 (aq)
Zmieszano 100 cm3 roztworu AgNO3 o stężeniu 0,10 mol ∙ dm−3 i 50 cm3 roztworu
Na2S2O3 o takim samym stężeniu. Strącił się biały osad tiosiarczanu srebra(I), który szybko
zaczął żółknąć, a następnie zmienił barwę na czarną. Powstały osad odsączono. Po dodaniu
roztworu wodorotlenku baru do przesączu pojawił się biały osad. Stwierdzono, że otrzymane
stałe substancje to Ag2S (czarny osad) i BaSO4 (biały osad).
Napisz w formie jonowej równanie reakcji rozkładu tiosiarczanu srebra(I). Uwzględnij
udział wody w tym procesie.
Źródłem informacji o budowie związku jest m.in. indeks niedoboru wodoru, czyli liczba równa
sumarycznej liczbie pierścieni i liczbie wiązań 𝜋 w strukturze związku organicznego. Wartość
indeksu to także liczba cząsteczek wodoru, które należy dodać do cząsteczki danego
związku organicznego, aby przekształcić ją w acykliczną cząsteczkę nasyconą.
Na podstawie: T.W.G. Solomons, C.B. Fryhle, S.A. Snyder, Chemia organiczna, Warszawa 2022.
15.1. (0–1)
Uzupełnij tabelę. Wpisz wartości indeksu niedoboru wodoru dla dwóch
węglowodorów: cykloheksanu i heks-1-enu.
Cykloheksan
Heks-1-en
Indeks niedoboru wodoru
15.2. (0–2)
Dwa węglowodory – A i B – mają po 6 atomów węgla w cząsteczkach i taki sam wzór
sumaryczny oraz jednakowy indeks niedoboru wodoru równy 2. W obecności katalizatora
platynowego te związki reagują z wodorem i tworzą związki nasycone. Do reakcji jednego
mola węglowodoru B potrzeba dwa razy więcej wodoru niż do reakcji jednego mola
węglowodoru A. Ponadto wiadomo, że:
w cząsteczkach węglowodoru A nie występują trzeciorzędowe atomy węgla
łańcuch węglowodoru B jest nierozgałęziony i zawiera cztery atomy węgla o hybrydyzacji orbitali walencyjnych sp2. W wyniku polimeryzacji węglowodoru B można otrzymać związek o wzorze:
Napisz równanie reakcji węglowodoru A z wodorem oraz wzór węglowodoru B.
Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych.
