Świeżo strącony wodorotlenek miedzi(II) stosuje się do wykrywania określonych grup
funkcyjnych i wiązań. W wyniku reakcji związków organicznych z tym odczynnikiem powstają
rozpuszczalne lub nierozpuszczalne w wodzie substancje o charakterystycznych barwach.
Uzupełnij schemat przemian, których reagentem jest wodorotlenek miedzi(II). Napisz
wzory wszystkich odczynników niezbędnych do przeprowadzenia przemian
zilustrowanych na schemacie. Odczynniki wybierz z poniższej listy:
CH3COOH (aq)
CH3CH2OH (aq)
C2H5CHO (aq)
CH3COCH3 (c)
H2NCONHCONH2 (aq)
CH2(OH)CH2(OH) (aq)
Następnie opisz możliwe do zaobserwowania zmiany zawartości probówek, w których
zachodzą przemiany oznaczone na powyższym schemacie numerami 1. i 2. Uwzględnij
rodzaj (roztwór, osad) oraz barwę mieszaniny po zajściu reakcji.
Przeprowadzono doświadczenie, w którym do dwóch probówek z wodnym roztworem
Na2SO3 dodano:
do probówki 1. – kilka kropel roztworu fenoloftaleiny
do probówki 2. – nadmiar stężonego HCl (aq).
9.1. (0–1)
Wygląd zawartości probówki 1. po dodaniu do niej roztworu
fenoloftaleiny pokazano na zdjęciu.
Wpisz do schematu wzory odpowiednich drobin tak,
aby powstało równanie procesu decydującego o odczynie
roztworu w probówce 1. Zastosuj definicję kwasu i zasady
Brønsteda.
9.2. (0–1)
Napisz, co zaobserwowano podczas doświadczenia w probówce 2. po dodaniu
odczynnika. Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która była przyczyną
zaobserwowanych zmian.
Do probówek oznaczonych numerami 1.–4. wprowadzono wodne roztwory czterech
substancji chemicznych: wodorotlenku baru, manganianu(VII) potasu, fenolanu sodu
i chlorku żelaza(III). Stężenie molowe każdego roztworu wynosiło 0,10 mol ∙ dm–3.
Roztwory z probówek 1.–4. posłużyły do przeprowadzenia doświadczenia. Do jednej
z probówek wprowadzono tlenek węgla(IV), a do pozostałych dodano pojedynczo
odczynniki: NaOH (aq), Na2SO3 (aq) oraz HCl (aq). Każdego z roztworów użyto jeden raz.
Po wymieszaniu zawartości probówek w każdej z nich zaobserwowano zmętnienie lub
wytrącenie osadu.
9.1. (0–1)
Ustal, do której probówki został wprowadzony tlenek węgla(IV), a do których – wodne
roztwory: NaOH oraz HCl. Uzupełnij poniższe schematy.
9.2. (0–1)
Wpisz do tabeli wzory substancji, których powstanie w probówkach 1., 3. oraz 4.
odpowiadało za opisany objaw reakcji.
Probówka
1.
3.
4.
Wzór substancji
9.3. (0–1)
W probówce 2., po zmieszaniu reagentów, zachodzi proces utleniania-redukcji. Utleniacz
i reduktor reagują ze sobą w stosunku molowym 2 : 3, a trzecim substratem reakcji jest
woda.
Napisz w formie jonowej skróconej równanie tej reakcji.
Zalkalizowana zawiesina świeżo wytrąconego wodorotlenku miedzi(II) jest ważnym odczynnikiem stosowanym w organicznej analizie chemicznej. Wodorotlenek miedzi(II) reaguje z rozmaitymi związkami organicznymi, w wyniku czego daje różne objawy reakcji. Te efekty mogą być różne w zależności od tego, czy reakcję przeprowadzono w temperaturze pokojowej, czy – po podgrzaniu. Poniżej przedstawiono zdjęcia zawartości probówek po reakcji wodorotlenku miedzi(II), zalkalizowanego roztworem wodorotlenku sodu, ze związkami należącymi do różnych grup związków organicznych, zarówno w temperaturze pokojowej, jak i po podgrzaniu.
O cząsteczce pewnego związku organicznego X wiadomo, że:
jest chiralna
ma budowę łańcuchową
jej masa cząsteczkowa nie przekracza 100 u
atomy węgla stanowią 40,0 % masy tej cząsteczki
atomy tlenu stanowią 53,3 % masy tej cząsteczki
orbitalom walencyjnym tylko jednego atomu węgla można przypisać hybrydyzację typu sp2
każdy atom węgla jest połączony z jednym atomem tlenu.
Wodny roztwór związku X poddano próbie ze świeżo strąconą, zalkalizowaną wodorotlenkiem sodu, zawiesiną wodorotlenku miedzi(II). Doświadczenia przeprowadzono w temperaturze pokojowej (𝑡 = 25°C) oraz w podwyższonej temperaturze (𝑡 = 90°C).
Wskaż, jakie będą objawy opisanych doświadczeń – wybierz odpowiedni numer zdjęcia (spośród przedstawionych powyżej). Zapisz równania reakcji przebiegających podczas obu doświadczeń lub zaznacz, że żadna reakcja wtedy nie zachodzi. Uzupełnij poniższą tabelę. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone (szkieletowe) związków organicznych, nie uwzględniaj stereoizomerii.
Wykonano doświadczenie: do probówki zawierającej otrzymany odczynnik
wprowadzono wodny roztwór glukozy i wymieszano zawartość naczynia
(I etap). Następnie probówkę ogrzano (II etap).
Na poniższych zdjęciach przedstawiono wygląd zawartości probówki
po każdym z dwóch etapów doświadczenia.
po I etapie
po II etapie
Na podstawie wyniku I etapu doświadczenia sformułuj i napisz wniosek dotyczący
budowy cząsteczki glukozy, a na podstawie wyniku II etapu doświadczenia – wniosek
dotyczący właściwości tego monosacharydu.
W pewnej wodzie mineralnej znajdują się jony: Ca2+, Mg2+ oraz HCO–3. Ich zawartość przedstawiono w poniższej tabeli.
Składnik mineralny
Zawartość, mg ∙ dm–3
Ca2+
457
Mg2+
50
HCO–3
1836
Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane na poniższym schemacie:
W wyniku przeprowadzonego doświadczenia w każdej probówce zaobserwowano zmianę świadczącą o zajściu reakcji chemicznej. W probówce II, w wyniku przeprowadzonego doświadczenia, wydzielił się biały osad.
8.1. (0–1)
Opisz zmiany, które można zaobserwować w probówkach I i III.
Probówka I:
Probówka III:
8.2. (0–1)
Rozstrzygnij, czy na podstawie przeprowadzonego doświadczenia można stwierdzić, że w badanej wodzie mineralnej są obecne też inne jony niż Mg2+, Ca2+ oraz HCO–3. Uzasadnij swoją odpowiedź.
Poniższy schemat ilustruje przemiany 1.–5., którym ulegają związki chromu(III).
Do probówki z wodnym roztworem siarczanu(VI) chromu(III) dodawano wodny roztwór
wodorotlenku potasu. Opisane doświadczenie zilustrowano na poniższym rysunku.
Na podstawie zaobserwowanych efektów stwierdzono, że reakcja zachodzi w dwóch
etapach:
po dodaniu niewielkiej ilości roztworu wodorotlenku potasu do probówki z roztworem siarczanu(VI) chromu(III) (przemiana 4.)
przy dalszym dodawaniu roztworu wodorotlenku potasu (przemiana 5.).
10.1. (0–1)
Napisz, co zaobserwowano w pierwszym etapie tego doświadczenia
(przemiana 4.). Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która była
przyczyną zaobserwowanej zmiany.
Obserwacja:
Równanie reakcji:
10.2. (0–1)
Napisz, co zaobserwowano w drugim etapie tego doświadczenia (przemiana 5.).
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która była przyczyną
zaobserwowanej zmiany.
Doświadczenie I: Uczeń strącił osad Fe(OH)2, a następnie dodał trochę wody utlenionej
(wodnego roztworu H2O2 o stężeniu 3%) i zauważył, że barwa osadu zmieniła się na
rdzawobrązową (reakcja 1.).
Doświadczenie II: Uczeń przygotował zielony roztwór Na3[Cr(OH)6], a następnie dodał trochę
H2O2 i stwierdził, że barwa roztworu zmieniła się na żółtą (reakcja 2.).
Na podstawie wyników tych doświadczeń uczeń sformułował hipotezę: H2O2 w reakcjach utleniania-redukcji zawsze zachowuje się jak utleniacz.
12.1. (0–2)
Napisz równania reakcji przebiegających w opisanych doświadczeniach:
w formie cząsteczkowej – równanie reakcji 1.
w formie jonowej skróconej – równanie reakcji 2.
Reakcja 1.:
Reakcja 2.:
12.2. (0–1)
Nauczyciel zaproponował, żeby w celu
weryfikacji postawionej hipotezy sprawdzić,
czy woda utleniona reaguje z jonami
manganianowymi(VII). Doświadczenie
przeprowadzono.
Na zdjęciach obok pokazano, jak zmieniał
się wygląd zawartości probówki
z roztworem KMnO4, gdy dodano do niego
H2O2.
Rozstrzygnij, czy wynik doświadczenia potwierdza uczniowską hipotezę. Uzasadnij
swoją odpowiedź – zinterpretuj zmiany zaobserwowane w trakcie doświadczenia.
