Na zdjęciu obok pokazano dwuetapowe doświadczenie, podczas
którego do probówki wprowadzono kilka cm3 chloroformu (CHCl3)
oraz wodę bromową (etap 1.), a następnie ciecze wymieszano
i pozostawiono na pewien czas (etap 2.).
Przedstaw wniosek z pokazanego doświadczenia dotyczący porównania gęstości
wody bromowej i chloroformu. Nazwij proces, który spowodował zmianę wyglądu
zawartości probówki po wymieszaniu i ponownym rozdzieleniu się cieczy.
Gęstość chloroformu jest niż gęstość wody bromowej.
Nazwa procesu:
Kolorymetria jest metodą analizy chemicznej stosowaną do oznaczania małych stężeń substancji, których roztwory są barwne, na podstawie porównania intensywności barwy roztworu badanego i roztworu wzorcowego o znanym stężeniu. Intensywność zabarwienia roztworu zależy od absorpcji promieniowania elektromagnetycznego o określonej długości fali z zakresu światła widzialnego. Miarą absorpcji jest wielkość zwana absorbancją – oznaczana literą A. Absorbancja, jaką wykazuje dany roztwór, jest wprost proporcjonalna do stężenia barwnego składnika tego roztworu.
Kolorymetryczne oznaczenie bardzo małych ilości miedzi(II) można wykonać, jeżeli zmierzy się absorbancję roztworu kompleksu miedzi(II) z dietyloditiokarbaminianem, w skrócie oznaczanego wzorem Cu(DDTK)2. Ten związek słabo rozpuszcza się w wodzie, ale dobrze – w rozpuszczalnikach organicznych. W drugiej z tych sytuacji powstaje roztwór o barwie żółtobrunatnej.
Aby wyznaczyć masę miedzi w próbce badanego wodnego roztworu zawierającego jony miedzi(II), do tego roztworu dodano roztwór dietyloditiokarbaminianu sodu NaDDTK. Następnie otrzymaną mieszaninę wytrząsano z rozpuszczalnikiem organicznym, co spowodowało, że obecny w wodzie Cu(DDTK)2 przeszedł ilościowo do fazy organicznej. Wszystkie porcje roztworu Cu(DDTK)2 w rozpuszczalniku organicznym połączono i uzupełniono tym rozpuszczalnikiem do objętości 25 cm3. Metodą kolorymetryczną wyznaczono stężenie miedzi(II) w badanym roztworze, które było równe 3,50·10–5 mol·dm–3.
Na podstawie: https://encyklopedia.pwn.pl/haslo/analiza-kolorymetryczna;3924039.html [dostęp 06.10.2017], B. Jankiewicz, B. Ptaszyński, A. Turek, Polish Journal of Environmental Studies, Vol. 8, Nr 1 (1999).
18.1. (0–1)
Oblicz, ile mikrogramów miedzi w postaci miedzi(II) zawierała próbka badanego wodnego roztworu (1 μg = 10–6 g). Przyjmij masę molową miedzi równą 63,55 g∙mol–1.
18.2. (0–1)
Napisz nazwę metody, za pomocą której wyodrębniono kompleks miedzi(II) z roztworu wodnego.
Atomy wodoru w cząsteczkach etynu są bardziej reaktywne niż atomy wodoru w alkanach
i alkenach. Przykładowo: przez metaliczny sód jest wypierany wodór z etynu i przy
nadmiarze tego alkinu reakcja przebiega zgodnie z równaniem:
2HC≡CH + 2Na
→
2HC≡CNa + H2 etynek sodu
Podobna reakcja z udziałem sodu zachodzi w ciekłym amoniaku:
2NH3 + 2Na → 2NaNH2 + H2
Z kolei działanie etynu na produkt tej reakcji (NaNH2) rozpuszczony w etoksyetanie (eterze
dietylowym) prowadzi do ponownego powstania amoniaku:
HC≡CH + NaNH2 → HC≡CNa + NH3
Etynek sodu nie jest trwałym związkiem i po wprowadzeniu do wody rozkłada się
z wydzieleniem etynu.
22.1. (0–1)
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji etynku sodu z wodą.
22.2. (0–1)
Etyn, amoniak i wodę uszereguj od najsłabszego do najsilniejszego charakteru
kwasowego.
Naftalen to organiczny związek chemiczny o wzorze sumarycznym C10H8, będący
najprostszym policyklicznym węglowodorem aromatycznym o dwóch skondensowanych
pierścieniach. Jego wzór przedstawiono poniżej.
Naftalen ma właściwości podobne do benzenu, np. ulega analogicznym reakcjom
chemicznym, jednak w przeciwieństwie do benzenu ten związek dość łatwo utlenia się pod
wpływem silnych utleniaczy.
W odpowiednich warunkach naftalen może zostać utleniony zgodnie z poniższym
schematem:
W tej reakcji powstaje również tlenek węgla(IV).
Na podstawie: A. Daly, The oxidation of naphthalene to phthalonic acid by alkaline solutions of permanganate;
J. Phys. Chem. 11 (2), (1907), 93.
Uzupełnij tabelę – wpisz formalny stopień utlenienia: atomu węgla oznaczonego
literą 𝒂 we wzorze cząsteczki naftalenu oraz atomów węgla oznaczonych literami 𝒃 i 𝒄
we wzorze produktu reakcji. Napisz, ile moli elektronów oddaje 1 mol naftalenu
w opisanym procesie utlenienia.
W obecności stężonego kwasu siarkowego(VI) alkohole ulegają przemianom, których przebieg zależy od temperatury oraz od budowy alkoholu. Podczas ogrzewania mieszaniny alkoholu ze stężonym kwasem siarkowym(VI) w niższej temperaturze powstaje eter – związek o ogólnym wzorze ROR. Alkohole pierwszorzędowe mogą w odpowiednich warunkach reagować zgodnie z równaniem (R – grupa alkilowa):
2ROH H2SO4 ROR + H2O
W wyższej temperaturze odwodnienie alkoholi prowadzi do powstania alkenów.
Na podstawie: P. Mastalerz, Chemia organiczna, Warszawa 1984.
Alkohole trzeciorzędowe ulegają dehydratacji do alkenów najłatwiej, a pierwszorzędowe – najtrudniej.
Na podstawie: P. Mastalerz, Chemia organiczna, Warszawa 1984.
Poniżej przedstawiono trzy przemiany (I, II i III), w których substratami są alkohole.
CH3CH2CH2OH → CH3CH=CH2 + H2O
CH3C(CH3)(OH)CH3 → CH2=C(CH3)2 + H2O
CH3CH2CH2CH(OH)CH3 → CH3CH2CH=CHCH3 + H2O
Uszereguj przemiany I, II i III zgodnie z rosnącą łatwością ich zachodzenia. Napisz numery tych przemian w odpowiedniej kolejności.
Fosfiny to fosforowe analogi amin zawierające w swoich cząsteczkach trójwartościowy atom
fosforu. Fosforowym analogiem aniliny (fenyloaminy) jest fenylofosfina. Wzory uproszczone
obu związków oraz wartości ich temperatury wrzenia zestawiono w poniższej tabeli:
Na podstawie: T. Mizerski, Tablice chemiczne, Adamantan 1997.
29.1. (0–1)
Rozstrzygnij, który związek – fenyloamina czy fenylofosfina – jest substancją mniej
lotną. Wyjaśnij, dlaczego fenyloamina i fenylofosfina różnią się wartościami
temperatury wrzenia. Odnieś się do budowy cząsteczek obu związków.
Rozstrzygnięcie:
Wyjaśnienie:
29.2. (0–1)
Fosfiny są łatwopalne. Produktem całkowitego spalenia fosfiny jest między innymi tlenek
fosforu(V) (P4O10).
Napisz równanie reakcji całkowitego spalania fenylofosfiny. Zastosuj wzory
sumaryczne związków organicznych.
29.3. (0–1)
Fosfiny alifatyczne są bardzo nietrwałe. Trwałość fosfin jest tym większa, im więcej
podstawników arylowych znajduje się przy atomie fosforu. Poniżej podano nazwy trzech
fosfin.
I difenylofosfina
II metylofosfina
III trifenylofosfina
Uszereguj wymienione fosfiny zgodnie z ich rosnącą trwałością. Napisz
w odpowiedniej kolejności numery, którymi je oznaczono.
Teanina jest aminokwasem występującym np. w zielonej herbacie. Punkt izoelektryczny
teaniny jest równy 5,6.
Substratem do syntezy teaniny jest pewien aminokwas białkowy, który w etapie I ulega
dekarboksylacji do aminy X. W etapie II ta amina ulega kondensacji z kwasem
glutaminowym i powstaje wiązanie peptydowe (amidowe). Udział w reakcji bierze grupa
karboksylowa znajdująca się w łańcuchu bocznym kwasu glutaminowego.
W trzech naczyniach oznaczonych literami A, B i C znajdują się oddzielnie
i w przypadkowej kolejności trzy związki: skrobia, teanina, alanyloalanyloalanina.
Przeprowadzono doświadczenie, podczas którego wykonano dwie próby.
Podczas pierwszej próby na szkiełkach zegarkowych umieszczono niewielkie ilości
wymienionych substancji i na każdą naniesiono kilka kropli roztworu jodu w wodnym
roztworze jodku potasu. Wynik próby pozwolił na identyfikację substancji z naczynia C.
W celu zidentyfikowania substancji znajdujących się w naczyniach A i B przygotowano ich
wodne roztwory i przeprowadzono drugą próbę, w której użytym odczynnikiem był Cu(OH)2.
Jego zastosowanie pozwala na wykrycie związków polihydroksylowych, czy też na
potwierdzenie występowania w cząsteczce co najmniej dwóch wiązań peptydowych
(amidowych).
Przebieg próby przedstawiono na schemacie:
W każdej probówce zaobserwowano różne objawy reakcji. Tylko w probówce II powstał
roztwór o barwie różowofioletowej.
Podaj nazwę substancji znajdującej się w naczyniu A oraz nazwę reakcji, która
przebiegła w probówce II podczas opisanego doświadczenia.
Nazwa substancji znajdującej się w naczyniu A:
Nazwa reakcji, która przebiegła w probówce II:
O dwóch pierwiastkach umownie oznaczonych literami X i Z wiadomo, że:
konfigurację elektronową atomu pierwiastka X w jednym ze stanów wzbudzonych
przedstawia zapis:
łączna liczba elektronów na ostatniej powłoce i na podpowłoce 3d atomu w stanie
podstawowym pierwiastka Z jest dwa razy większa od liczby elektronów walencyjnych
atomu pierwiastka X.
1.1. (0–2)
Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz symbole pierwiastków X i Z, numer grupy układu
okresowego oraz symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należy każdy
z pierwiastków.
Symbol pierwiastka
Numer grupy
Symbol bloku
pierwiastek X
pierwiastek Z
1.2. (0–1)
Wpisz do tabeli wartości dwóch liczb kwantowych: głównej i pobocznej, opisujące stan
kwantowo-mechaniczny jednego z niesparowanych elektronów o najwyższej energii
atomu pierwiastka X w przedstawionym stanie wzbudzonym.
Liczby kwantowe
główna liczba kwantowa, n
poboczna liczba kwantowa, l
Wartość liczb kwantowych
1.3. (0–1)
Przedstaw pełną konfigurację elektronową jonu Z2+ w stanie podstawowym. Zastosuj
zapis konfiguracji elektronowej z uwzględnieniem podpowłok.
Pierwiastek X należy do metali ziem alkalicznych. Pierwiastek ten jest składnikiem minerału o nazwie
dolomit. Dodatkowo wiadomo, że jon pierwiastka X ma największą zdolność do hydratacji spośród
berylowców. Liczba neutronów w atomie tego pierwiastka jest równa dwukrotnej ilości elektronów
walencyjnych atomu siarki.
1.1. (0-1)
Ustal i zapisz konfigurację elektronową dla jonu X2+.
1.2. (0-1)
Zapisz konfigurację elektronową drugiego atomu wchodzącego w skład dolomitu (dotyczy metalu
ziem alkalicznych).
To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa
