Arkusze maturalne z chemii, poziom rozszerzony, 2005 rok
Informacja do zadań 1 i 2 Polon ulega przemianie α. Okres połowicznego rozpadu tego izotopu wynosi 138 dni.
Zadanie 1
Napisz równanie tej przemiany. Równanie reakcji: ...................................................................................................................................................
Odpowiedź
W czasie przemian promieniotwórczych z jądra atomowego wydzielane jest promieniowanie α, czyli jądra helu , promienowanie β- - czyli elektrony . W czasie przemiany liczba masowa i liczba atomowa lewej strony i prawej strony równania reakcji muszą się zgadzać: , czyli: 210=A+4, A=206 84=Z+2, Z=82,
W układzie okresowym pierwiastków odnajdujemy, że pierwiastkiem o liczbie atomowej 82 jest ołów, Pb, co daje: 
Zadanie 2
W pojemniku umieszczono 1 gram polonu . Oszacuj masę tego izotopu, która pozostanie po upływie 414 dni. ......................................................................................................................................................
Odpowiedź
Czas połowicznego rozpadu τ jest to czas po którym połowa promieniotwórczego izotopu ulegnie rozpadowi. Ogólnie można zapisać: po czasie τ (po 138 dniach) połowa masy pierwotnej izotopu ulegnie rozpadowi, czyli z masy m0 pozostanie 1/2m0 po czasie 2τ (276 dniach) ponownie połowa z masy 1/2m0 ulegnie rozpadowi, czyli pozostanie 1/2(1/2m0)=1/4m0
po czasie 3τ (414 dniach) ponownie połowa pozostałej masy ulegnie rozpadowi, czyli pozostanie 1/2(1/2(1/2m0))=1/8m0
1/8m0=1/8.1g=1/8g=0,125g. Zauważmy, że po okresie nτ pozostanie tylko , gdzie n=t/τ.
Zadanie 3
Szybkość reakcji: 2SO2 + O2 → 2SO3 wyraża się równaniem kinetycznym V = k[SO2]2[O2]
Oblicz, jak zmieni się szybkość tej reakcji, jeżeli do przeprowadzenia procesu, przy niezmienionej ilości reagentów, zastosuje się naczynie o trzykrotnie mniejszej objętości.
Obliczenia: ...................................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................................................
Odpowiedź
Jeżeli ilości reagentów się nie zmienią, a objętość naczynia zmniejszy się trzykrotnie, to stężenia reagentów zwiększą się trzykrotnie: [SO2]’=3[SO2], oraz [O2]’=3[O2]. Stosunek V’/V wynosi: . Szybkość reakcji wzrośnie 27 krotnie.
Zadanie 4
Właściwości fizyczne i chemiczne substancji można określić na podstawie budowy ich cząsteczek. Masa cząsteczkowa etanolu wynosi 46 u, a propanu 44 u, jednak etanol wrze w temperaturze 78°C, a propan w temperaturze -42°C.
Podaj jedną przyczynę tak dużej różnicy temperatur wrzenia tych substancji. ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Odpowiedź
Propan jest węglowodorem CH3CH2CH3, natomiast etanol alkoholem CH3CH2OH. W alkoholach mogą się tworzyć wiązania wodorowe:
|

|
Wiązania wodorowe tworzą się pomiędzy atomem wodoru związanym z silnie elektroujemnym pierwiastkiem (F, O, N, Cl) a silnie elektroujemnym pierwiastkiem (F, O, N, Cl). Wiązanie wodorowe bardzo podwyższa temperaturę wrzenia (aby przeprowadzić związek w stan pary musimy najpierw rozerwać wiązania wodorowe), dlatego woda (mogą się tworzyć wiązania wodorowe jest cieczą, a siarkowodór nie może tworzyć wiązań wodorowych i jest gazem.
|
Zadanie 5
W zbiorniku o pojemności 30 dm3 znajduje się 34 g gazu pod ciśnieniem 1520 hPa w temperaturze 275K.
Oblicz masę molową tego gazu. Stała gazowa R = 83,14 hPa·dm3·K-1·mol-1. Obliczenia: ...................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................
Odpowiedź
Stan gazowy opisuje równanie Clapeyrona: PV=nRT lub PV=mRT/M. Po przekształceniu wzoru względem M i po podstawieniu danych otrzymamy: 
Zadanie 6
Dane są jony: CO32− i NH4+ Zaklasyfikuj je do kwasów lub zasad według teorii Brønsteda. Uzasadnij swoją decyzję, pisząc odpowiednie równania reakcji. CO32−.......................................................................... NH4+ ............................................................................
Równania reakcji: ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Odpowiedź
Kwasy wg teorii Brønsteda są to cząsteczki, jony będące donorami protonu, natomiast zasady są to cząsteczki, jony mogące przyłączyć proton. Jon węglanowy jest zatem zasadą, a jon amonowy może oddawać proton zasadzie, jest zatem kwasem wg teorii Brønsteda: CO32- + H3O+ HCO3- + H2O NH4+ + H2O NH3 + H3O+
W teorii kwasów i zasad Brønsteda, zasada po sprotonowaniu przechodzi w sprzężony kwas, natomiast kwas oddając proton zasadzie przechodzi w sprzężoną zasadę.
Zadanie 7
Oblicz entalpię tworzenia ( ΔHX) tlenku węgla(II) C(grafit) + 1/2O2 → CO(g) na podstawie entalpii następujących reakcji: C(grafit) + O2 → CO2(g) ΔH1 = -393,5 kJ·mol-1 CO(g) + 1/2O2 → CO2(g) ΔH2 = -283,0 kJ·mol-1 Obliczenia: ...................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................
Odpowiedź
Równania reakcji termochemiczne traktuje się jak równania matematyczne. Można je mnożyć stronami przez dowolną liczbę, oraz dodawać stronami, tak by w wyniku tych przekształceń uzyskać równanie dla którego poszukujemy entalpię reakcji: C(grafit) + 1/2O2(g) → CO(g) ΔH=? C(grafit) + O2(g) → CO2(g) ΔH=-393,5 kJ/mol (1) CO(g) + 1/2O2(g) → CO2(g) ΔH=-283,0 kJ/mol (2)
Zauważmy, że w równaniu reakcji (1) węgiel znajduje się po stronie substratów, tak jak w poszukiwanym równaniu, natomiast tlenek węgla(II) w poszukiwanym równaniu znajduje się po stronie produktów, a w równaniu (2) po stronie substratów. Równanie (2) musimy odwrócić (pomnożyć stronami przez (-1)): CO2(g) → CO(g) + 1/2O2(g) ΔH=283,0 kJ/mol (3) Dodając stronami równanie (3) do równania (1) otrzymamy poszukiwane równanie reakcji: C(grafit) + O2(g) + CO2(g) → CO2(g) + CO(g) + 1/2O2(g) ΔH=-393,5kJ/mol+283,0kJ/mol , czyli C(grafit) + 1/2O2(g) CO(g) ΔH=-110,5kJ/mol
Zadanie 8
Oceń, jak wpływa na ilość amoniaku powstającego w wyniku reakcji syntezy
N2(g) + 3H2(g) 2NH3 ΔH = - 92,4 kJ
a) obniżenie ciśnienia, b) podwyższenie temperatury, c) wprowadzenie dodatkowej ilości azotu.
a) ....................................................................................................................................... b) ....................................................................................................................................... c) .......................................................................................................................................
Odpowiedź
Dla reakcji: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92,4kJ/mol ujemna wartość entalpii oznacza, że reakcja jest egzotermiczna. Współczynnikie stechiometryczne 1+3 → 2 wskazują, że reakcja przebiega ze zmniejszeniem objętości (zmniejszeniem ciśnienia). W celu ocenienia jak wpłynie na wydajność reakcji zmiana warunków reakcji zastosujemy regułę przkory (reguła le Chateliera Brauna): a) obniżenie ciśnienia – reakcja przebiega ze zmniejszeniem ciśnienia, więc gdy obniżymy ciśnienie, stan równowagi przesunie się w takim kierunku by wzrosło ciśnienie mieszaniny reakcyjnej, czyli w lewą stronę (zmniejszy się ilość amoniaku) b) podwyższenie temperatury – reakcja przebiega z wydzieleniem ciepła. Jeżeli podwyższymy temperaturę, to stan równowagi przesunie się w tę stronę by temp. mieszaniny zmniejszyła się, czyli w lewą stronę (zmniejszy się ilość amoniaku) c) wprowadzenie dodatkowej ilości azotu – stan równowagi przesunięty zostanie w tę stronę, by stężenie azotu zmniejszyło się (by azot przereagował), czyli w prawą stronę (ilość amoniaku zwiększy się).
Zadanie 9
Masz do dyspozycji: blaszkę cynkową, blaszkę miedzianą, roztwór siarczanu(VI) miedzi(II), roztwór siarczanu(VI) cynku.
Zaproponuj doświadczenie, w którym porównasz aktywność miedzi i cynku. W tym celu: a) przedstaw schematyczny rysunek doświadczenia, b) opisz przewidywane obserwacje, c) napisz, w formie jonowej, równanie(-a) zachodzącej(-ych) reakcji, d) sformułuj wniosek wynikający z tego doświadczenia. Schemat doświadczenia:
Obserwacje: ................................................................................................................................ ...................................................................................................................................................... Równanie(-a) reakcji: .................................................................................................................. ...................................................................................................................................................... Wniosek: .................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Odpowiedź
Metal bardziej aktywny wypiera z roztworu soli metal mniej aktywny. Należ więc do probówek nalać roztworu siarczanu(VI) cynku, a do drugiej roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) i włożyć do każdej próbówki odpowiednio blaszkę miedzianą i blaszkę cynkową.
|

|
Obserwacje: blaszka cynkowa w roztworze CuSO4 pokryła się czerwonym nalotem, natomiast blaszka miedziana w roztworze ZnSO4 nie zmieniła się. Cu2+ + Zn → Cu + Zn2+ Wnioski. Cynk jest bardziej reaktywny od miedzi, ponieważ wypiera ją z roztworu jej soli.
|
Zadanie 10
Na VI stopniu utlenienia chrom tworzy sole: chromiany(VI) i dichromiany(VI). Przeprowadzono doświadczenie, które zilustrowano za pomocą następujących jonowych równań reakcji: 2CrO42- + 2H+ Cr2O72− + H2O Cr2O72− + 2OH− 2CrO42- + H2O
Opisz, w jaki sposób wykonano ten eksperyment. W tym celu: a) określ potrzebne odczynniki, b) opisz doświadczenie słownie lub za pomocą schematycznego rysunku, c) napisz przewidywane spostrzeżenia, d) sformułuj wniosek dotyczący trwałości chromianów(VI) oraz wniosek dotyczący trwałości dichromianów(VI) w zależności od środowiska (odczynu roztworu).
Odczynniki: ................................................................................................................................. Opis doświadczenia / schemat doświadczenia: ........................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Spostrzeżenia: ............................................................................................................................. ...................................................................................................................................................... Wnioski: ..................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Odpowiedź
|

|
W celu wykonania tego eksperymentu potrzebne są odczynniki wymienione w równaniu reakcji: źródłem jonów chromianowych(VI) i dichromianowych(VI) może być dowolna sól rozpuszczalna w wodzie Na2CrO4,lubK2CrO4, oraz Na2Cr2O7 lub K2Cr2O7. Środowisko kwaśne otrzymamy dodając kwasu siarkowego, a zasadowe dodając roztworu wodorotlenku sodu lub wodorotlenku potasu. Kwas solny nie nadaje się, ponieważ w środowisku kwaśnym jony dichromianowe(VI) mogą utleniać jony chlorkowe do chloru. Do probówek nalewamy I chromianu(VI) sodu a do probówki II dichromianu(VI) sodu. Do pierwszej dodajemy kilka kropel roztworu kwasu, a do drugiej kilka kropel roztworu NaOH.
|
Spostrzeżenia: Zawartość probówki I zmieniła barwę z żółtej na pomarańczową, z zawartość probówki II zmieniła barwę z pomarańczowej na żółtą. Wnioski: Chromiany są nietrwałe w środowisku kwaśnym i przechodzą w dichromiany(VI), natomiast dichromiany w środowisku alkalicznym przechodzą w trwalsze w tym środowisku chromiany(VI).
Zadanie 11
W celu zbadania wpływu różnych substancji na białko przeprowadzono doświadczenie pokazane na poniższym rysunku:

Podaj, w których probówkach zachodzą następujące procesy: wysalanie, w probówkach: ......................................................................................................... denaturacja, w probówkach: .................................................................................................... Wyjaśnij, na czym polegają te procesy. Wysalanie: ................................................................................................................................. ............................................................................................................................................... Denaturacja: ............................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Odpowiedź
Denaturację białka powodują kwasy, zasady, temperatura, sole metali ciężkich oraz alkohole, formalina. Dlatego denaturację białka zaobserwujemy w probówkach I, III, i IV Wysalanie białka jest reakcją odwracalną, powodują je sole metali lekkich, czyli wysalanie białka obserwujemy w probówce II i V. Struktura białka to nie tylko kolejność i rodzaj połączonych ze sobą aminokwasów, ale również ich ułożenie w przestrzeni. Ułożenie to zależy od wiązań wodorowych i siarczkowych w białku. W przypadku dodania silnego elektrolity w postaci soli metali lekkich niszczona jest częściowo struktura III-rzędowa białek (część wiązań wodorowych zostaje rozerwana). Strukturę tę można przywrócić rozcieńczając roztwór białka wodą. Natomiast w przypadku dodania silnych kwasów, zasad czy soli metali ciężkich zniszczone zostają wiązania siarczkowe. Proces ten jest nieodwracalny, mówimy że białko uległo denaturyzacji.
Zadanie 12
W związkach organicznych węgiel występuje na różnych stopniach utlenienia.
Określ stopnie utlenienia węgla (podkreślone atomy) w cząsteczkach, których wzory podano w tabeli.
|
Wzór grupowy związku
|
CH4
|
CH3OH
|
HCHO
|
CH3CHO
|
|
Stopień utlenienia węgla
|
|
|
|
|
Odpowiedź
Stopień utlenienia pierwiastka w związku oblicza się wychodząc z następujących reguł: - przyjmując, że atom tlenu w związkach jest na –II stopniu utlenienia. Wyjątkiem są połączenia nadtlenkowe i połączenia atomu tlenu z fluorem. W związkach tych atom tlenu jest odpowiednio na –I i +II stopniu utlenienia - atom wodoru jest na +I stopniu utlenienia z wyjątkiem połączeń z metalami - suma stopni utlenienia pierwiastków wchodzących w skład związku jest równa 0 lub ładunkowi jonu - połączenia między takimi samymi atomami nie wnoszą żadnego wkładu w stopień utlenienia.
|
Wzór grupowy związku
|
CH4
|
CH3OH
|
HCHO
|
CH3CHO
|
|
Stopień utlenienia węgla
|
4.(+1)+x=0, x=-IV
|
4.(+1)+(-2)+x=0, x=-II
|
2.(-1)+(-2)+x=0, x=0
|
(+1)+(-2)+x=0, x=+I
|
Zadanie 13
Pomiędzy osadem a roztworem trudno rozpuszczalnej soli AnBm ustala się równowaga opisana równaniem:
AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq)
Iloczyn stężeń jonów w stanie równowagi w nasyconym roztworze tej soli, który można przedstawić jako zależność:
IR=[Am+(aq)]n[Bn-(aq)]m
jest nazywany iloczynem rozpuszczalności. Jeśli iloczyn ze stężeń jonów [Am+]n.[Bn-]m obecnych w roztworze jest większy od iloczynu rozpuszczalności, wówczas z roztworu wytrąca się osad.
Przeprowadź odpowiednie obliczenia i odpowiedz, czy po zmieszaniu równych objętości roztworu CaCl2 o stężeniu 0,05 mol/dm3 i roztworu Na2SO4 o stężeniu 0,05 mol/dm3 wytrąci się osad CaSO4 (iloczyn rozpuszczalności CaSO4 IR = 4,93·10-5).
Obliczenia: ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Odpowiedź
Siarczan wapnia dysocjuje wg równania reakcji: CaSO4 Ca2+ + SO42- Iloczyn rozpuszczalności IR=[Ca2+][SO42-]. Jeżeli iloczyn stężeń [Ca2+][SO42-]>IR to osad się wytrąci, w przeciwnym przypadku osad nie wytrąci się. Jeżeli zmieszano równe objętości 0,05M roztworu CaCl2 z 0,05M roztworem Na2SO4 to w otrzymanym roztworze stężenie jonów [Ca2+] wyniesie 0,05M/2=0,025M, oraz stężenie jonów [SO42-]=0,05M/2=0,025M. Iloczyn stężeń tych jonów [Ca2+][SO42‑]=2,5.10-2.2,5.10-2=6,25.10-4>IR. Osad siarczanu wapnia wytrąci się z tego roztworu.
Zadanie 14
Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z poniższym schematem:

Opisz przewidywane obserwacje (dokonane zaraz po dolaniu roztworu wodorotlenku i po pewnym czasie) oraz napisz równania zachodzących reakcji chemicznych. Obserwacje: ................................................................................................................................. ...................................................................................................................................................... Równania reakcji: ....................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Odpowiedź
Chlorek żelaza(II) jest solą słabej zasady i mocnego kwasu. Po dodaniu do roztworu tej soli mocnej zasady, mocna zasada wyprze z roztworu słabą zasadę – wodorotlenek żelaza(II). Wodorotlenek ten wytrąca się w postaci białego lub zielonkawego osadu, który bardzo łatwo na powietrzu utlenia się przechodząc w wodorotlenek żelaza(III) o barwie brunatnej.
Obserwacje: Po dodaniu wodorotlenku sodu do roztworu FeCl3 wytrąca się osad barwy białej (zielonkawej), brunatniejący na powietrzu.
Równania reakcji: FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3
Zadanie 15
W dwóch probówkach znajdują się wodne roztwory soli: I. octanu sodu II. chlorku amonu.
Określ, jakie odczyny mają te roztwory. Uzasadnij swoją odpowiedź podając, jakie cząsteczki i jony znajdują się w roztworach po hydrolizie.
Odczyn roztworu I ................................................................................... Odczyn roztworu II ................................................................................... Uzasadnienie (cząsteczki i jony znajdujące się w roztworach po hydrolizie): Roztwór I ..................................................................................................................................... Roztwór II ...................................................................................................................................
Odpowiedź
Octan sodu jest solą słabego kwasu i mocnej zasady. W roztworze wodnym ulega hydrolizie: CH3COO- + H2O CH3COOH + OH- Pojawiające się w roztworze jony wodorotlenowe powodują odczyn alkaliczny roztworu.
Chlorek amonu jest solą słabej zasady i mocnego kwasu. W roztworze wodnym ulega hydrolizie: NH4+ + H2O NH3 + H3O+ Pojawiające się w wyniku hydrolizy jony hydronowe powodują kwaśny odczyn roztworu.
Odczyn roztworu można wydedukować posługując się teorią kwasów i zasad Brønsteda. Jon octanowy pochodzi od słabego kwasu, jest więc słabą sprzężoną zasadą. Odczyn roztworu octanu sodu będzie zasadowy. Jon amonowy pochodzi od słabej zasady, jest więc słabym sprzężonym kwasem. Odczyn roztworu chlorku amonu będzie kwaśny.
W roztworze octanu sodu znajdują się następujące cząsteczki i jony: jony octanowe i sodowe (CH3COO- i Na+) powstałe w wyniku dysocjacji soli, jony wodorotlenowe i kwas octowy (OH- i CH3COOH) powstałe w wyniku hydrolizy octanu sodu, oraz oczywiście woda, H2O.
W roztworze chlorku amonu znajdują się jony amonowe i chlorkowe (NH4+ i Cl-) powstałe w wyniku dysocjacji soli, jony wodorowe (hydronowe) i amoniak (H+ (H3O+) i NH3.H2O) powstałe w wyniku hydrolizy chloru amonu, oraz woda H2O.
Zadanie 16
Podczas elektrolizy wodnego roztworu pewnego elektrolitu na anodzie zachodziła reakcja przedstawiona równaniem: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e- Sumaryczne równanie tego procesu elektrolizy można przedstawić następująco: 2H2O → 2H2 + O2
Napisz jedno równanie reakcji, która mogła przebiegać na katodzie. Podaj przykład substancji (wzór sumaryczny), której wodny roztwór mógł pełnić podczas tego procesu rolę elektrolitu. Równanie reakcji przebiegającej na katodzie: ...................................................................................................................................................... Wzór substancji: .....................................................................................
Odpowiedź
Podczas elektrolizy (pracy ogniwa) na anodzie zawsze zachodzi reakcja utleniania, a na katodzie redukcji. Jeżeli w sumarycznym procesie widzimy, że wydziela się tlen i wodór, to na katodzie musi zachodzić redukcja z wydzieleniem wodoru. Wodór może wydzielać się w wyniku redukcji jonów wodorowych: K(-) 2H+ + 2e → H2 Według takiego równania realcji ulegają elektrolizie związki dostarczające do roztworu jonów wodorowych czyli kwasy tlenowe: H2SO4 – siarkowy(VI) lub HNO3 – azotowy(V). Na katodzie mogła zachodzić również redukcja wody: lub K(-) 2H2O + 2e → H2 + 2OH-. Redukcja wody zachodzi gdy elektrolizie poddajemy sole kwasów tlenowych i metali 1 lub 2 grupy, np. Na2SO4, KNO3. Wodór wydziela się również podczas elektrolizy wodorotlenków, ale te związki musimy odrzucić ponieważ na anodzie zachodziło by utlenianie jonu wodorotlenowego. Z treści zadania widzimy, że na anodzie zachodzi utlenianie wody.
Zadanie 17
Reakcję chemiczną zachodzącą w pewnym ogniwie opisuje równanie: 2Fe3+(aq) + Sn2+(aq) → 2Fe2+(aq) + Sn4+(aq)
Przedstaw schemat tego ogniwa i napisz równania reakcji przebiegających w jego półogniwach. Schemat ogniwa: ......................................................................................................................... Równania reakcji: ........................................................................................................................ ......................................................................................................................................................
Odpowiedź
Schemat ogniwa zapisujemy wg następującej konwencji: anoda | składniki elektrolitu || składniki elektrolitu | katoda gdzie | oznacza granice faz pomiędzy elektrodą a roztworem anodowym, || oznacza klucz elektrolityczny. Pamiętając, że na anodzie zachodzi zawsze utlenianie, a na katodzie redukcja, oraz że elektrodami w ogniwach redox są najczęściej Pt lub C (grafit) możemy zapisać schemat tego ogniwa i reakcje w nim zachodzące: Pt | Sn2+, Sn4+ || Fe3+, Fe2+ | Pt (A) Sn2+ → Sn4+ + 2e (K) 2Fe3+ + 2e → Fe2+
Zadanie 18
Glutation o wzorze:

jest tripeptydem występującym w żywych komórkach.
Napisz wzory aminokwasów, które powstaną w wyniku całkowitej hydrolizy tego związku. Wzory: ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................
Odpowiedź
W wyniku hydrolizy peptydu pękają zawsze wiązania peptydowe, czyli wiązania -NH-CO-. W wyniku rozerwania tych wiązań tworzy się cząsteczki aminokwasów (z grupy –NH tworzy się –NH2, a z grupy –CO- grupa HOOC-):

Z powyższego tripeptydu powstają następujące aminokwasy:

Zadanie 19
Dokonaj analizy schematycznych rysunków przedstawiających trzy doświadczenia i uzupełnij brakujące informacje, podając wzór substancji X oraz formułując w tabeli obserwacje.

Wzór substancji X: .......................................................................................................................
|
Probówka
|
Obserwacje
|
|
I
|
|
|
II
|
osad rozpuszcza się i powstaje roztwór o barwie szafirowej
|
|
III
|
|
Odpowiedź

Etanol ma właściwości kwasowe i z aktywnymi metalami reaguje z wydzieleniem wodoru: 2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2. Jeżeli w drugiej probówce obserwujemy rozpuszczanie się osadu i utworzenie roztworu barwy szafirowej, wskazuje to, że w probówce tej tworzy się kompleks miedzi(II) (związki miedzi mają barwę niebieską, przechodzącą w szafirową gdy miedź(II)tworzy kompleks). Jeżeli jednym reagentem jest gliceryna (glicerol), to drugim musi być wodorotlenek miedzi(II), Cu(OH)2. Jest to reakcja charakterystyczna dla alkoholi polihydroksylowych. Fenole, w przeciwieństwie do alkoholi mają na tyle podwyższoną kwasowość, że reagują już z wodnym roztworem NaOH. Barwią również papierek uniwersalny na kolor bladoróżowy (zbyt słabe kwasy by papierek zabarwił się na czerwono).
|
Probówka
|
Obserwacje
|
|
I
|
Roztwarzanie się sodu i wydzielanie bezbarwnego gazu.
|
|
II
|
Osad rozpuszcza się i powstaje roztwór o barwie szafirowej
|
|
III
|
Papierek barwi się na kolor bladoróżowy
|
Zadanie 20
But-2-en można otrzymać w wyniku reakcji dysproporcjonowania propenu na odpowiednich katalizatorach. Reakcja polega na tym, że z alkenu o n atomach węgla powstają dwa nowe alkeny: jeden o (n+1) atomach węgla i drugi, o (n-1) atomach węgla.
Podaj nazwę drugiego alkenu, który powstał w wyniku tej reakcji i napisz jej równanie, posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi). Nazwa drugiego produktu: .......................................................................................................... Równanie reakcji: ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Odpowiedź
Zgodnie z treścią zadania propen (n=3), C3H6 ulega reakcji dysproporcjonowania do alkenów 3-1=2 (etenu), oraz 3+1=4 (butenu):

Informacja do zadania 21 i 22 Tworzywa sztuczne znajdują szerokie zastosowanie praktyczne. Do ważnych polimerów zaliczamy polietylen (polieten) i polichlorek winylu (polichloroeten).
Zadanie 21
W poniższej tabeli przedstawiono najważniejsze właściwości polietylenu (PE) i polichlorku winylu (PCV). Uzupełnij tabelę wpisując w puste miejsca po dwa przykłady zastosowań tych polimerów, które wynikają z ich właściwości.
|
Nazwa polimeru
|
Właściwości
|
Zastosowania
|
|
polietylen
|
odporność na działanie większości rozpuszczalników organicznych oraz stężonych zasad i kwasów, mała wytrzymałość cieplna
|
|
|
polichlorek winylu
|
odporność na działanie kwasów, tłuszczów, czynników atmosferycznych, dobra wytrzymałość mechaniczna
|
|
Odpowiedź
Polietylen PET służy do wyrobu naczyń, opakowań, toreb, butelek, pojemników na chemikalia, przewody kanalizacyjne Z polichlorku winylu PCV wytwarza się wykładziny, płytki podłogowe, izolatory do przewodów elektrycznych, węże, uszczelki,
Zadanie 22
Zaprojektuj doświadczenie, w którym wykażesz, że produkt termicznego rozkładu polietylenu ma charakter nienasycony. W tym celu: a) przedstaw słowny opis doświadczenia, b) opisz obserwacje, jakich można dokonać podczas badania nienasyconego charakteru produktu tego rozkładu. Opis doświadczenia: .................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Obserwacje: ................................................................................................................................. ......................................................................................................................................................
Odpowiedź
|

|
Aby rozłożyć termicznie polietylen, próbkę tego tworzywa musimy ogrzewać w probówce (lub kolbie). Wydzielone pary wprowadzać do naczynia z roztworem bromu w CCl4 lub w wodzie, lub do roztworu KMnO4. Wszystkie te odczynniki szybko reagują z alkenami i odbarwiają się: (C2H4)n → nC2H4 C2H4 + Br2 → BrCH2CH2Br
Obserwacje: Próbka polietylenu pod wpływem ogrzewania topi się i rozkłada. Pary wprowadzone do roztworu bromu w czterochlorku węgla (wody bromowej) odbarwiają roztwór. W przypadku użycia KMnO4 obserwujemy odbarwienie się roztworu i wytrącanie brunatnego osadu.
|
|