55wst.pdf

CZĘŚĆ A – ZADANIA OBOWIĄZKOWE

Zadanie A1

Reakcje kwasowo-zasadowe

Przygotowano 100 cm 3 roztworu NH 4 Cl o stężeniu 0,2 mol/dm 3 . Do roztworu tego dodano w

trzech kolejnych porcjach po 10 cm 3 roztworu NaOH o stężeniu 1 mol/dm 3 .

Polecenie: Oblicz pH roztworu NH 4 Cl przed dodaniem NaOH oraz po wprowadzeniu

kolejnych porcji roztworu tej zasady. Zapisz w formie jonowej odpowiednie równania reakcji.

Stała dysocjacji kwasowej NH 4 + : K a = 6,3·10 −10

Zadanie A2

Identyfikacja i właściwości soli

Pewna uwodniona sól podwójna występuje w postaci ciemnofioletowych kryształów. Sól ta

dobrze rozpuszcza się w wodzie tworząc roztwór o barwie fioletowej i odczynie kwaśnym . Po

podgrzaniu roztworu barwa zmienia się na zieloną.

Po rozpuszczeniu soli zimny roztwór podzielono na kilka części i przeprowadzono próby

(oddzielnie dla każdej części) zmierzające do identyfikacji składników jonowych:

I) po dodaniu roztworu AgNO 3 nie wytrącił się osad,

II) po dodaniu roztworu BaCl 2 wytrącił się biały krystaliczny osad, nierozpuszczalny w

HNO 3 ;

III) po dodaniu roztworu NaOH wytrącił się szarozielony osad, rozpuszczalny w nadmiarze

odczynnika z utworzeniem roztworu o barwie zielonej;

IV) po dodaniu roztworu amoniaku wytrącił się szarozielony osad, w pewnym stopniu

rozpuszczalny w nadmiarze odczynnika;

V) po dodaniu stężonego roztworu HClO 4 i niewielkiej porcji etanolu wytrącił się biały

krystaliczny osad.

Polecenia:

a. Zidentyfikuj składniki jonowe soli. Zapisz jonowe równania reakcji przebiegających w

czasie identyfikacji. Który ze składników soli decyduje o jej barwie i odczynie roztworu ?

b. Sieć krystaliczna soli ma strukturę regularną, gdzie każdy kation otoczony jest sześcioma

cząsteczkami wody krystalizacyjnej. Podaj wzór sumaryczny badanej soli i zwyczajową

nazwę, jaką określamy tego typu sole.

c. Wyjaśnij zjawisko zmiany barwy roztworu soli po podgrzaniu.

Zadanie A3

Stop żelaza

Próbkę sproszkowanego stopu żelaza z miedzią o masie 2,447 g umieszczono w zlewce i

zadano około 150 cm 3 kwasu solnego o stężeniu 5 mol/dm 3 . Po zakończeniu roztwarzania

stopu roztwór przesączono.

Do przesączu dodano około 10 cm 3 roztworu nadtlenku wodoru o stężeniu 30% i roztwór

ogrzewano przez kilka minut. Do otrzymanego roztworu o barwie żółtej dodawano porcjami,

intensywnie mieszając, roztwór amoniaku do uzyskania zasadowego odczynu.

Wytrącony, czerwonobrunatny osad związku A przesączono i przemyto kilkukrotnie gorącą

wodą z dodatkiem amoniaku. Uzyskany osad wysuszono w temperaturze około 45°C do

uzyskania stałej masy – 3,659 g.

Otrzymany związek B umieszczono w tyglu platynowym i wygrzewano przez 3 godziny w

temperaturze 1050°C, w atmosferze wodoru. Próbkę poreakcyjną ochłodzono w strumieniu

wodoru i zważono. Ubytek masy wyniósł 37,14%.

Polecenia:

a. Napisz równanie(a) reakcji zachodzących podczas roztwarzania badanego stopu w kwasie

solnym.

b. Napisz reakcję w formie jonowej nadtlenku wodoru z roztworem otrzymanym po

roztworzeniu stopu.

c. Zaproponuj wzory związków A oraz B . Odpowiedź uzasadnij.

d. Napisz reakcję jaka zachodzi podczas ogrzewania związku B w atmosferze wodoru.

e. Oblicz skład badanego stopu (w ułamkach atomowych).

W obliczeniach należy zaniedbać rozpuszczalności związków w wodzie oraz przyjąć

następujące wartości mas molowych:

Fe – 55,85 g/mol; Cu – 63,55 g/mol; O – 16,00 g/mol; H – 1,01 g/mol;

Zadanie A4

Stała równowagi reakcji chemicznej

W temperaturze 402 K standardowa entalpia i standardowa entropia reakcji:

2 C 3 H 6 (g) ' C 2 H 4 (g) + C 4 H 8 (g)

wynoszą odpowiednio: ΔH 0 r (402K) = +2,77 kJ mol −1 i ΔS 0 r (402K) = −16,5 J K −1 mol −1 .

Polecenia:

a. Oblicz stałą równowagi tej reakcji w temperaturze 402 K.

b. Do reaktora termostatowanego w temperaturze 402 K i zawierającego odpowiedni

katalizator, wprowadzono 100 moli propenu. Reaktor jest tak skonstruowany, że

mieszanina reakcyjna jest stale utrzymywana pod ciśnieniem 1000 hPa. Oblicz, ile moli

etenu będzie w reaktorze, gdy reakcja osiągnie stan równowagi.

W obliczeniach przyjmij wartość stałej gazowej R = 8,314 J/(mol⋅K)

Zadanie A5

Badanie kinetyki reakcji

Badano kinetykę reakcji opisanej schematem:

+ KI

aceton

+ KCl ↓

Początkowe stężenia substratów były jednakowe i wynosiły 0,1 mol/dm 3 . W tabeli 1. podano

stężenia chlorku butylu (BuCl) zmierzone po czasie t od rozpoczęcia reakcji (prowadzonej w

pewnej ściśle określonej temperaturze).

Tabela 1.

t / min

100

c /mol/dm 3 0,100

0,071

0,056

0,038

0,029

0,020

Polecenia:

a . Przyjmując, że jest to prosta jednoetapowa reakcja podstawienia nukleofilowego

przebiegająca według klasycznego mechanizmu S N 2, potwierdź prawdziwość tego

mechanizmu w odniesieniu do tej reakcji.

Ponadto oblicz:

b . stałą szybkości reakcji.

c . czas połowicznego przereagowania.

d . czas potrzebny do praktycznie całkowitego przereagowania substratów ( >97% ).

Zadanie A6

Grupy funkcyjne

Niżej przedstawiono: wzory dziewięciu związków organicznych ( 1-9 ), nazwy grup związków

organicznych (a-i) oraz stwierdzenia (A - I) dotyczące właściwości związków, ich reakcji lub

otrzymywania.

Polecenie: Przyporządkuj wzory ( 1 - 9) do grup związków ( a - i ) i dobierz stwierdzenia A - I ,

które najlepiej do nich pasują. Stwierdzenia A - I zobrazuj schematami reakcji z udziałem

związków ( 1 - 9 ).

Wzory związków 1-9:

Nazwy grup związków (a-i)

a) bezwodnik kwasowy,

b) amid,

c) aldehyd,

d) alkohol,

e) kwas karboksylowy,

f) amina,

g) ester,

h) fenol,

i) keton

Stwierdzenia A-I

A) ulegają reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku sodu, lecz nie reagują z wodnym

roztworem wodorowęglanu sodu;

B) są produktami kondensacji kwasów karboksylowych z alkoholami;

C) można je otrzymywać w reakcji alkoholi drugorzędowych z di chromianem (VI) potasu w

środowisku kwaśnym;

D) tworzą sole w reakcji z kwasem solnym;

E) ulegają hydrolizie na kwas karboksylowy i aminę;

F) dają pozytywny wynik próby Tollensa;

G) powstają w wyniku odwodnienia kwasów karboksylowych;

H) mogą powstawać w reakcji addycji cząsteczki wody do wiązania podwójnego węgiel-

węgiel;

I) ulegają redukcji do odpowiednich aldehydów, a następnie alkoholi pierwszorzędowych.

Zadanie A7

Konfiguracja absolutna

Dane są wzory czterech związków organicznych, oznaczonych cyframi 1 - 4 .

Polecenie: Podaj konfiguracje asymetrycznych atomów węgla w związkach 1 - 4 i oceń, czy

wszystkie te związki skręcają płaszczyznę światła spolaryzowanego.

CHO

COOH

H 3

H 2

COOH

H 2

COOH

H 2

Zadanie A8

Proste przekształcenia związków organicznych

W podanych niżej trzech schematach przekształceń związków organicznych ( a. , b. , c. ),

występują substancje oznaczone literami A – M .

Polecenie: Uzupełnij schematy wpisując w miejsce liter odpowiednie wzory półstrukturalne

lub szkieletowe.

H 2 O

KMnO 4

C / H 2 SO 4

CaC 2

HgSO 4 /H 2 SO 4

LiAlH 4

NaHCO 3

Cl 2 / hv

CH 3 Cl

AlCl 3

Cl 2 / Fe

I + J

H 2 O / H +

D / H 2 SO 4

Zadanie A9

Analiza stopu

Poddano analizie biały, lekki stop. Odważkę stopu rozpuszczono całkowicie w roztworze

NaOH o stężeniu 20%, przy czym wydzielał się bezbarwny gaz. Po rozcieńczeniu roztworu

dodano do niego siarczku sodu. Wydzielony biały osad odsączono i przemyto rozcieńczonym

roztworem wodorotlenku sodu do zaniku jonów siarczkowych. Sączek z osadem wrzucono do

kolby stożkowej ze szlifem zawierającej kwas solny i znaną ilość jodu. Po pewnym czasie

odmiareczkowano jod roztworem tiosiarczanu sodu o znanym stężeniu wobec skrobi jako

wskaźnika.

Polecenia:

a. Podaj nazwy metali, z których składał się stop.

b. Napisz równania reakcji zachodzących podczas rozpuszczania stopu, przy strącaniu osadu

siarczku, w kolbie z zakwaszonym roztworem jodu oraz w czasie miareczkowania

roztworem tiosiarczanu.

c. Oblicz procentową zawartość składników w stopie, jeśli wiadomo, że masa próbki stopu

wynosiła 0,2508 g, liczba moli jodu w kolbie to 2,500 milimola, a w miareczkowaniu

zużyto 16,8 cm 3 titranta o stężeniu 0,1013 mol/dm 3 .

d. Oceń, czy dysponując wagą, cylindrem miarowym o pojemności 1 dm 3 oraz roztworem

kwasu solnego, można byłoby określić przybliżony skład procentowy stopu.

Zadanie B1

Amfoteryczność

Niektóre trudno rozpuszczalne wodorotlenki wykazują, w zależności od środowiska,

właściwości kwasowe lub zasadowe i takie wodorotlenki nazywamy amfoterycznymi. Z

punktu widzenia teorii Brønsteda wodorotlenki te mogą być donorami protonu (kwasami) lub

akceptorami protonu (zasadami).

Rozpatrzymy przykład trudno rozpuszczalnego wodorotlenku srebra(I), który może ulegać

reakcjom opisanym równaniami:

AgOH + H 3 O + → H 2 O + Ag(OH 2 ) + (czyli Ag + aq )

(zasada)

lub: AgOH + OH − → AgO − + H 2 O

(kwas)

Dzięki temu wodorotlenek srebra(I) ulega częściowemu rozpuszczeniu zarówno w

środowisku kwaśnym jak i silnie zasadowym.

AgOH jako kwas Brønsteda może też ulegać reakcji dysocjacji kwasowej:

AgOH + H 2 O ' AgO − + H 3 O +

opisywanej stałą równowagi - dysocjacji, K a

CZĘŚĆ B – ZADANIA FAKULTATYWNE

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: