W praktyce analitycznej stosuje się roztwory zawierające mieszaninę dwóch kwasów lub
zasad. Jeżeli roztwór zawiera mieszaninę dwóch słabych kwasów jednoprotonowych, można
przyjąć z pewnym przybliżeniem, że stężenie jonów hydroniowych w tym roztworze jest równe:
[H3O+] = KaI ⋅ cI + KaII ⋅ cII
gdzie:
KaI i KaII – stałe dysocjacji kwasów
cI i cII – stężenia kwasów w otrzymanej mieszaninie.
Na podstawie: A. Hulanicki, Reakcje kwasów i zasad w chemii analitycznej, Warszawa 1992.
W temperaturze T zmieszano 50,0 cm3 wodnego roztworu kwasu metanowego (mrówkowego)
o stężeniu 0,10 mol · dm–3 z 50,0 cm3 wodnego roztworu kwasu etanowego (octowego)
o stężeniu 0,10 mol · dm–3. W temperaturze T stała dysocjacji kwasu metanowego jest równa
1,77 · 10–4, a stała dysocjacji kwasu etanowego wynosi 1,75 · 10–5.
Na podstawie: R. Morrison, R. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 1985.
Oblicz pH otrzymanego roztworu. W obliczeniach przyjmij, że objętość powstałego
roztworu jest sumą objętości roztworów wyjściowych. Wynik końcowy zaokrąglij do
pierwszego miejsca po przecinku.
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.
Roztwory zawierające porównywalne liczby drobin kwasu Brønsteda i sprzężonej
z nim zasady nazywane są roztworami buforowymi. Przykładem buforu może być mieszanina
roztworu octanu sodu i roztworu kwasu octowego. W takim roztworze ustala się równowaga
chemiczna:
HA + H2O ⇄ H3O+ + A–
opisywana przez stałą dysocjacji kwasu HA.
Ponieważ
Ka = [CH3COO–][H3O+][CH3COOH],
to pH buforu octanowego można z pewnym przybliżeniem obliczyć ze wzoru:
pH = –logKa + log[CH3COO–][CH3COOH]
Wartość pH buforu prawie nie zależy od jego stężenia i nieznacznie się zmienia podczas dodawania niewielkich ilości mocnych kwasów lub mocnych zasad.
28.1. (0–1)
Zaznacz wzory dwóch związków chemicznych, których roztwory po zmieszaniu
w odpowiednim stosunku pozwolą uzyskać roztwór buforowy.
HCl
NaOH
NH4Cl
NaCl
28.2. (0–2)
Zmieszano 100 cm3 roztworu octanu sodu o stężeniu 0,875 mol∙dm−3 i 400 cm3 roztworu
kwasu octowego o stężeniu 0,125 mol∙dm−3. Uzyskano 500 cm3 roztworu
w temperaturze 298 K.
Podstawnik w pierścieniu aromatycznym wpływa na miejsce wprowadzenia następnego
podstawnika do pierścienia. Grupy alkilowe, –Cl, –Br, –NH2, –OH kierują następny
wprowadzany podstawnik w pozycje 2- i 4- (orto- i para-) w stosunku do własnego położenia.
Gdy w pierścieniu znajdują się grupy –NO2, –COOH czy –CHO, to następny podstawnik jest
wprowadzany głównie w pozycję 3- (meta-).
Na poniższym schemacie zilustrowano ciąg przemian chemicznych, w wyniku których
z benzenu powstają związki organiczne A, B i C.
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, albo F –
jeśli jest fałszywe.
1.
Przemiana oznaczona numerem 4 to przykład reakcji substytucji przebiegającej według mechanizmu rodnikowego.
P
F
2.
W przemianie oznaczonej numerem 2 formalny stopień utlenienia atomu węgla połączonego bezpośrednio z pierścieniem benzenowym wzrasta o 6.
P
F
3.
Związek C, będący głównym produktem reakcji oznaczonej numerem 3, to kwas 3-chlorobenzenokarboksylowy (3-chlorobenzoesowy).
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
